가천대학교(총장 이길여)는 의과대학 진미림 교수팀이 가천대 길병원, 서울아산병원, 서울대병원 응급의학과, 삼성서울병원, ㈜미림진 및 오송 첨단의료산업진흥재단 신약개발지원센터 (KBIOHealth®)와의 공동연구를 통해서 WARS1을 타깃으로 하는 패혈증 테라노스틱스 개발 가능성을 규명했다고 밝혔다.

 

 

(*테라노스틱스(theranostics)는 “치료(Therapy)”와 “진단(Diagnosis)”의 영어 합성어로 “환자의 병리를 정확히 진단하고 동시에 치료”를 진행하는 정밀치료기술이다.)

패혈증은 심각한 감염에 대한 인체의 이상 면역반응으로 장기손상을 일으키는 질환으로 패혈성 쇼크의 경우 40% 이상의 사망률을 나타낸다. 매해 1100만명이 사망하지만 전 세계적으로 특이적 치료제가 없는 실정이다.

  ▲ 진 미림 교수

 

연구 결과는 세계적 의학 학술지 “EMBO 분자의학” (EMBO Molecular Medicine, (IF=14.005)지에 “Highly secreted tryptophanyl-tRNA synthetase as a potential theranostic target for hypercytokinemic severe sepsis”의 제목으로 게재되었다.

 

<WARS1을 타깃으로 하는 패혈증 테라노스틱스 연구 결과>

<그림 설명> 응급 중환자실 입원시 혈중 고농도의 WARS1 수준으로 과도한 염증, 사이토카인 스톰, 쇼크, 장기 부전, 급성사망 위험의 환자를 진단, 선별할 수 있었음. WARS1 수준이 높은 중증 패혈증 마우스에 WARS1 중화항체를 주입하여 WARS1을 제거하면 사이토카인 스톰과 장기손상을 제어하여 90%의 생존율로 사망을 예방하였음

 

본 연구에서 응급 중환자실 입원 시 혈중 고농도의 WARS1 수준으로 사이토카인 스톰, 쇼크, 장기손상, 조기 사망의 위험이 있는 과염증성 패혈성 쇼크 환자임을 신속히 진단(diagnosis) 하고 선별할 수 있음을 확인하였다.

 

또한, WARS1은 사이토카인 스톰을 일으키는 최상위 염증유발인자로서, 경증 패혈증 마우스에 WARS1을 주입하면 사이토카인 스톰을 일으키고 장기 손상이 일어나 패혈성 쇼크로 사망에 이르게 하므로 과염증성 패혈증 치료타겟임을 확인하였다.

 

중증 패혈증 마우스는 혈중으로 고농도의 WARS1을 분비하고 사이토카인 스톰을 일으켜 72시간내에 모두 사망하는데, WARS1 중화항체(Therapy)를 투여하여 WARS1을 제거하면 사이토카인 스톰이 억제되었고 항생제 병용투여로 90%의 마우스가 생존하였다.

 

진미림 교수는 “지난 30여년간 패혈증 치료제 개발 실패 원인인 환자의 이질성과 단일 사이토카인 억제제의 한계를 극복할 수 있는 새로운 정밀치료제 개발 가능성을 최초로 규명”한 것에 큰 의의가 있다”고 강조했다

패혈증 환자들은 이질적이어서 과도한 염증 반응(사이토카인 스톰)으로 급성 사망 (과염증성 패혈증) 하거나, 면역마비에 의해서 재감염을 이기지 못하여 사망하는데 (면역마비 패혈증), 지난 30여년간 이러한 이질성을 고려하지 않고 획일적으로 개발된 치료제 개발은 모두 실패하였다.

 

또한 단일 사이토카인 억제제로는 수많은 사이토카인들이 유발하는 사이토카인 스톰을 제어하는 것에 한계가 있었다.

진미림 교수는 향후 “응급 중환자실에 입원시 혈중 고농도 WARS1 수준으로 과염증성 패혈성 쇼크 환자를 신속 진단하여 선별된 환자에게만 WARS1 중화항체를 즉시 주입하는 임상 시험으로 정밀 치료 효과를 증명할 수 있을 것”이라고 설명하였다.

 

본 연구는 과학기술정보통신부 혁신신약 파이프라인 발굴사업 사업, 중소기업벤처부, 보건복지부 감염병 예방치료기술개발사업, 국가신약개발사업의 지원을 받아 수행되었다.

 

용어 설명

WARS1

WARS1은 tyrptophanyl tRNA synthetase (트립토파닐 티알앤에이 합성효소)의 약자로 진미림 교수는 박테리아, 바이러스와 같은 병원균 감염시에 WARS1이 단핵구로부터 혈액으로 분비되어 대식세포 톨유사수용체 (Toll-like receptor)를 활성화하는 인체 내인성 선천면역 활성화인자임을 세계 최초로 보고한 바 있다 (Nature microbiology, 2017).

테라노스틱스

테라노스틱스 (theranostics)는 “치료(Therapy)”와 “진단(Diagnosis)”의 영어 합성어로 환자의 병리를 정확히 진단하고 동시에 치료를 진행하는 정밀치료기술이다.

패혈증

병원성 미생물 감염에 대한 인체의 전신적인 면역 반응 이상으로 주요 장기에 손상을 유발하는 치명적인 증후군.

패혈성 쇼크

순환계와 대사계 이상이 동반된 패혈증으로 치사율이 매우 높음.

염증성 사이토카인

주요 면역세포들이 분비하는 저분량 단백질로 염증 반응을 유발함.

사이토카인 스톰(폭풍)

수많은 염증성 사이토카인들의 과다분비로 발열과 장기부전을 유발하는 급성 면역이상 반응임.