[엠디저널]늦가을, 11월의 날씨는 하루하루 조금씩 온도가 내려가는 게 보인다. 사람들의 옷차림, 움츠러드는 모습에서도 그러 하지만 온도가 변할수록 눈에 보이는 공기의 느낌도 달라진다.

옷이 두꺼워 질수록 일몰의 시간은 앞당겨지고 사람들의 발걸음은 점차 빨라진다. 따뜻한 곳으로, 쉴 수 있는 익숙한 곳으로 향하게 된다. 추워진다는 것은 어쩌면 외롭고 두렵다는 것과 이어지는 표현인지도 모른다.

그러기에 더욱 그리워지는 따뜻함은 사랑이며 그 사랑은 소통과 배려에서 더 커지는 것이리라. 그런데 지금 우리가 살아가는 이 사회는 마치 가을에서 겨울로 넘어가는 요즘의 날씨처럼 점차 소통을 잃어버리는 것 같다. 개인도… 단체도…

우리를 외롭게 하는 그 소통의 부재는 모두를 아프게 한다. 그래서일까, 그야말로 질병 대란의 시기를 살고 있는 것이 작금의 현실이다.

스스로의 건강을 지키는 힘

사실 우리의 몸은 적절한 환경과 영양만 주어진다면 스스로의 건강을 지키는 힘이 있다. 그렇기에 이미 2014년 탄생한 아이는 이런 조건만 제대로 갖춘다면 142세까지 살 수 있을 것이라는 예측도 나온 것이다. 그런 힘 중 가장 중요한 것은 바로 우리 몸을 지키는 군대 역할을 하는 면역이다.

면역은 바깥 피부에서부터 눈에 보이지 않는 면역세포에 이르기까지 몸 전체에서 활동하고 있다. 이에 관계되는 세포수만 1조개에 달하며 그 무게는 약 1kg 정도이다.

자아(self)를 비자아(nonself)와 구별해 인식하는 것이 면역의 기초라고 한 맥팔레인 버닛의 말처럼 인간의 면역계는 기본적으로 인체에 침입한 미생물 및 암세포 발생 등에 대하여 이를 외부 항원으로 인식하고, 이를 공격하여 제거하는 강력한 힘을 지녔지만 자기 관용성이 있어서(selftolerance) 자기 세포에 대해서는 공격하지 않는다.

확실히 밝혀지지 않은 어떤 원인에 의해 이러한 자기 관용이 깨어지면서 면역계가 자기 세포를 외부항원으로 인식하여 스스로의 기관이나 조직을 공격하여 인체에 여러 질병을 일으키는 자가면역질환이 생긴다. 자가면역질환은 심각한 증세를 야기하는 경우가 많으며 완치가 안 되는 질환으로 알려져 있다.

유럽인구의 5%, 미국에서는 전체 인구의 8%(암과 심질환 다음으로 많다)의 발병률을 가지며 미국 여성 사망원인 10위 내에 속한다(특히 65세 미만여성들). 실제 미국 자가면역질환협회는 전 국민의 13%인 5000만 명이 환자라고 추정한다. 영국에서는 사망원인의 6~7위를 차지한다고 한다. 홍콩에서도 Crohn’s disease등의 자가면역질환이 수십 년 사이 30배 이상 증가한 것으로 보고되고 있다. 우리나라도 상황은 크게 다르지 않다. 자가면역(autoimmunity)이라는 용어가 처음 공식적으로 쓰인 것은 1957년 5월 25일자 의학학술지‘Lancet’에 실리면서이다.

이 질환을 확립하는데 가장 큰 공헌을 한사람은 호주의 의사 맥팔레인 버닛이다. 그는 면역관용의 메커니즘인 클론선택 이론으로 1960년 노벨생리의학상을 받았고, 면역관용에서 면역 불관용으로 관심을 돌려 자가면역질환의 개념을 확립하게 된다.

자기관용성의 유지는 생존과 직결된 문제이므로 면역계는 몇 겹의 안전장치를 마련하였다. 정상적으로 T 세포는 골수에서 생성되어 흉선에서 성숙되는 동안 자가항원에 대하여 높은 반응성을 나타내는 99%이상은 사멸된다. 성숙 후 말초로 나온 1%이하의 T세포는 대부분 외부항원에 대한 반응성이 훨씬 더 높다. 그러나 일부에서 자기항원에 대한 반응성을 어느 정도 유지하기에 수용체 교정, 무반응 세포화 과정을 통해 말초에서 추가로 관용을 겪게 한다. 1995년 확인된 regulatory T cell(Treg)이 우리 몸에서 자가면역을 억제하는 역할을 담당한다. 전체 helperTcell의 5~10%를 차지는 소수의 세포군이다. 주로 thymus에서 생산되나 말초 면역기관에서 일어나는 면역반응 과정에서도 생성된다. 사실 Treg 세포는 자기반응성이 높은데도 자기 조직에 해를 입히지 않는 것은 이 세포가 염증성 cytokine을 거의 생산하지 않기 때문이다.

Treg의 작용기전은 강력한 억제기능을 가진 IL-10, TGF-B, IL-35 등을 분비하는 것뿐 아니라 작동T세포에 필요한 cytokine인 IL-2를 흡착함으로써 조절기능을 나타낸다. 직접적인 세포 접촉에 의한 방법으로는 granzyme과 perforin을 접촉한 세포에 방출하여 세포사멸을 유도한다. 또한 CTLA-4와 LFA-1 의존적인 방식으로 직접 dendritic cell(DC)에 접촉하여 CD80과 CD86의 발현을 감소시켜 기능을 억제한다. 병소 부근의 림프절에서 DC에 의한 작동T세포 생산을 막고 병소에서 적극적으로 세포억제 활성을 나타낸다.

Treg 세포의 억제대상 가운데 자가면역질환에서 가장 주목받는 세포는 Th17 세포이다. 80년대 자가면역질환을 Th1, Th2 세포의 패러다임으로 이해하려 했으나 완전하지 못함이 드러났고, 이후 IL-17을 분비하는 새로이 발견된 세포 Th17의 세포가 자가면역의 발생에 중요한 역할을 담당함이 알려졌다(2003-2005년에 인지).

이 세포는 IL-17과 함께 TNF-a를 분비한다. TNF-a는 여러 자가면역질환을 악화시키는 염증성 cytokine이며, 이 성분의 활성을 제어하는 의약품이 개발되었다. IL-17은 IL-6, IL-8, IL-15, TNF-a, VEGF, CSF, MMP 등 다양한 염증성 cytokine 생산을 유도하여 조직의 병적상태를 유발한다. IL-17 수용체가 상피세포, 섬유아세포, B림프구, T림프구, 골수 단핵세포, 골수 기질세포, 혈관내피세포 등 다양한 세포에 존재함으로 다양한 조직에서의 자가면역질환 발생에 중요한 요인으로 인식되고 있다. 결국 병인으로서도 치료에 있어서도 Treg와 Th17세포의 균형유지가 매우 중요한 점이 되는 것이다.

일반적인 자가면역질환의 발생기전으로 면역계에 숨겨진 자기 항원의 노출, 미생물과 자기 항원의 구조적 유사성, 제2형 MHC 항원의 부적절한 발현, B림프구 다클론 활성 등이 제시되고 있다. 이러한 기전 등으로 수많은 자가면역질환이 오늘날 많은이들을 힘들게 하고 있다.

왜 이렇게 환자가 급증하는 것일까?

그 원인은 애매모호하나 복합적 요소-유전적, 환경적, 호르몬적, 면역학적 인자들이 함께 연관되어 있다고 한다. 스트레스도 중요한 요소이다.

미국국립보건원에 의해 80여 가지로 분류되는 이들 질환 치료의 현주소는 무엇일까?

대개 그 치료의 목표는 증상완화, 기능 보전에 있다. 이를 위해 항염증제, 스테로이드제제 등으로 경험적 효과에 의존하는 방식이다. 심한경우 면역억제제를 사용하기도 하나 그 부작용이 만만치 않다. 즉 발병원인을 없애는 근본 치료 기술은 없는 실정이다.

최근 면역학적 치료기술로 TNF-a 차단제, IFN-b 등의 생물학적 제제들이 쓰이고 있으나 모든 질환에 쓰기는 쉽지 않다. 그 외 공동자극인자 조절을 이용한 관용유도기술, 수지상세포 기반 치료기술, 펩타이드요법, 염증 치료 이용기술 등이 있다.

최근에는 면역세포의 대사를 겨냥하는 접근 방법으로의 치료법을 제시하는 이도 있다. 정말 근본적인 대책은 없는 것일까? 면역세포의 생성과 구성, 기능 등 본질에서부터 다가갈 수는 없는 것일까?

외래로 오는 환자분들 중에 자가면역질환 환자가 꽤 있다. 곁에서 보기에도 힘들어하는 그분들에게 상담을 통해 투약으로의 일차적 치료 외에 생활습관 교정 및 영양요법(당영양소) 등을 권유한다.

그중 기억나는 환자가 몇 분 있다.

S씨는 평소 건강하던 50대 여성분이셨다. 갑자기 생긴 관절통 등으로 검사하여 류마티스성 관절염으로 진단받고 모 대학병원에서 치료 중이던 분이셨다. 오랫동안 여기저기에서 대체요법도 함께 받으시던 중 본원에 내원하게 되었다. 스트레스를 많이 받으시는 것 외에는 크게 교정을 해야 될 부분이 없었기에 당영양소를 포함한 영양요법을 시행하였다. 굉장히 밝고 긍정적인 분이시라서인지 효과는 굉장히 좋았다. 이미 시작되었던 관절의 외적 변형도 상당히 좋아졌다.

K양은 특별한 병력이 없던 환자였다. 2년 전 혈변으로 대학병원에서 크론병으로 진단받고 투약 중이었다. 원래 외래로 오던 환자라 바로 당영양소와 유산균요법과 생활습관 교정으로 단기간에 증상이 좋아지고 학교생활을 하며 다시 꿈을 키워 나갈 수 있었다.

몸이 약했던 J씨가 외래로 다시 2년 만에 왔을 때는 섬유근통증후군으로 진단받고 치료중인 상태였다. 심한 무기력과 통증, 우울증, 불면 등으로 삶의 질이 최하인 상태였다. 간단한 검사 후 IVNT와 함께 영양요법을 시작하였다. 놀랍게도 2개월 만에 10여 가지 이상의 약물을 스스로 중단하게 되었으며 몸의 상태도 빠르게 좋아졌다. 죽음의 불안이 없어지고 더 밝은 미래를 얘기할 수 있게 된 것이다. 그 외 많은 분들이 당영양소로 달라진 삶을 얘기한다.

당영양소로 이어지는 연결고리는 무엇일까?

어쩌면 우리 몸은 60조 개의 세포로 구성되어 있다는 것이 그 시작점일 것이다.

세포를 구성하는 당사슬의 기본기능이 인지, 면역, 세포간의 인지를 통한 생체정보교환(cellular communication)이다. 면역세포는 세포표면의 당사슬의 구조를 판단하여 건강한 세포, 복구가 필요한 세포, 소멸되어야 할 세포를 구분하는 것이다. 만약 이러한 당사슬의 수나 구조에 결함이 생기면 결국에는 질병으로 이어지게 되는 것이다. 즉 glycan은 인간의 모든 주요 질환에 관여하는 것이다!

자가면역질환도 마찬가지이다. 점막기관 등의 국소면역에도 중요한 기능을 담당하는 것과 아울러 거의 모든 선천성 및 후천성 면역반응에 관여하는 핵심분자는 바로 당단백질이다. macrophage와 NKcell의 수를 극적으로 증가시키고, Tcell을 활성화 시키는데 Tcell은 MHC를 통해 항원 펩타이드를 제시해 주어야 비로소 항원을 인식할 수 있다. 이때 복합당질이 있어야 Tcell이 MHC를 통해 항원에 붙어있는 단백질을 인식하게 된다. 체액성 면역에서도 모든 면역글로불린과 대부분의 구성 물질은 당화되어 있으며 이들 세포의 당화장애는 바로 자가면역질환으로 이어진다. 각각의 자가면역질환은 고유의 glycan signature를 가지게 된다(altered glycan theory of autoimmunity). 영국 왕립의학협회의 John S,Axford 박사가 개발한 슈가프린트 기법으로 혈액속의 당영양소(IgG Glycoformand Its Terminal Molecule)에 대한 프린트 정보를 통해 여러 특정 질병의 진단과 예측을 가능하게 하였는데 대표적인 것이 자가면역질환 중 가장 많은 류마티스 관절염이다. 정상과 달리 그 말단에 갈락토오스가 결핍되어 있는데 (IgG-G0)한쪽보다 양쪽 말단에 결핍일 때 더 심각한 류마티스로 나타난다.

이러한 IgG-G0는 질환의 첫 증상보다 최고 10년까지 앞서 나타나므로 상당히 진단적 가치가 높은 marker이다. 환자에게 당영양소를 6주간 투여 후 다시 보았을 때 agalactosylated sugar가 상당히 감소하고 sialic acid가 증가하여 항염증반응을 보였다.

이 외에도 루푸스에는 만노즈, 다발성 경화증에는 갈락토즈와 자일로즈 등의 결핍 패턴이 나타났다. 2008년 일본 문부성후원의 functional glycomics 연구성과 공개발표세미나에서도 여러 가지 cytokine은 세포막상의 당단백질 당사슬과 수용체 subunit에 이원적으로 결합하는 것이 계기가 되어 인산화 부위를 가지는 또 하나의 수용체 subunit에 결합되고, 고친화성복합체를 형성해서 signal 전달을 증폭하는 메커니즘을 소개함으로써 면역반응의 지령이 당사슬을 통해 전달됨을 발표하였다. 이러한 cytokine의 당사슬 인식에 의한 면역계 조절 가능성은 당사슬유도체를 응용한 새로운 면역제제 개발가능성도 함께 시사했다.

1980년대 고대로부터 약용식물로 쓰이던 알로에베라에서 만노즈성분을 추출하여 제품으로 공급하고 있는 M사의 mannapol(R)은 다당체 함량 58%의 높은 수준으로 수많은 임상효과를 내어왔다. 그리고 2014년 국내에서 발표된 KISTI 미래유망기술10선으로 4D 프린팅, 생체모방로봇, 무인수송기술등과 함께 자가면역질환 치료기술(autoimmune disease therapeutics)이 포함되어 있다.

이처럼 집중적이고 지속적인 연구로 면역계에 대한 새로운 패러다임이 계속 생겨나고 있다.

세균이나 독소에 대항해 내 몸을 지키는 것 이상으로 알려지지 않았던 많은 기능들을 과학자들이 이제 막 발견하기 시작하고 있다.

면역체계와 정신건강간의 연관성은 새로이 떠오르는 영역이다. 알츠하이머, 기존의 치료에 듣지 않는 우울증에 관하여 연구되고 있으며, 그외 비만, 심혈관 질환 등도 조심스럽게 면역체계의 질환 가능성을 두고 연구가 활발히 진행 중이다. 그야말로 면역분야의 성장 가능성은 엄청난 것이다.

이에 따라 그 치료 접근에 있어 당영영소의 활용도 또한 면역학의 미래와 함께 무궁무진할 것으로 사료된다. 세포와 세포간의 올바른 소통은 우리에게 진정한 건강을 가져다 줄 것이기 때문이다.