신경세포 살리는 단백질, 패혈증 치료에도 효과? 생존율 20%→60%

고려대 안산병원 감염내과 박대원, 석혜리 교수 연구팀이 신경세포의 생존과 성장을 돕는 단백질을 패혈증 치료에 활용할 수 있는 가능성을 확인하고 관련 기술의 특허 등록을 마쳤다.

오는 13일 ‘세계 패혈증의 날’을 앞두고, 뚜렷한 근본 치료제가 부족한 패혈증의 새로운 치료 전략으로 이어질 수 있을지 주목된다. 

세계보건기구(WHO)에 따르면, 전 세계에서 매년 약 4,890만 명의 패혈증 환자가 발생하고 이 가운데 약 1,100만 명이 사망하는 것으로 추산된다. 우리나라에서도 패혈증으로 인한 사망 부담이 적지 않다. 통계청의 2024년 사망원인통계에 따르면, 패혈증으로 인한 사망자는 7,730명으로 전체 사망원인 중 10위를 차지했다. 

패혈증은 세균 등 병원체 감염에 대한 면역반응이 통제되지 않으면서 정상 장기까지 손상시키는 위중한 질환이다. 적절한 치료를 받지 못할 시에는 짧은 시간 안에도 상태가 급격히 악화될 수 있어 신속한 진단과 치료가 중요하다. 

현재 패혈증 치료는 감염 원인을 제거하기 위한 항생제 투여와 함께 수액 공급, 승압제 투여, 호흡기 치료 등 장기 기능을 보존하기 위한 집중치료를 중심으로 이루어진다. 그러나 패혈증의 핵심 병태생리인 조절되지 않는 면역반응 자체를 표적으로 하는 치료법의 개발은 여전히 과제로 남아 있다. 

이에 박 교수팀은 뇌유래 신경성장인자(BDNF)의 항염증 작용에 주목해 이를 패혈증 치료에 활용할 수 있는 가능성을 연구했다. BDNF는 주로 신경세포의 생존과 성장에 관여하는 신경영양인자로 알려져 있으나 최근에는 염증반응 조절에 관여하는 AMPK 신호 경로와도 연관된 것으로 보고되고 있다. 

연구팀은 리포폴리사카라이드(Lipopolysaccharide, LPS)를 처리해 염증반응을 유도한 대식세포에 BDNF를 투여하고 그 효과를 분석했다. LPS는 면역세포에서 강한 염증반응을 유도해 세균 감염에 따른 염증반응을 재현하는 실험에 널리 활용된다. 

분석 결과, BDNF 처리군에서는 AMPK의 활성화 지표인 pAMPK가 증가했으며 TNF-α, IL-6, IL-1β 등 주요 염증성 물질의 발현은 감소했다. 또한 패혈증을 유발한 동물실험에서는 BDNF를 투여하지 않은 군의 생존율이 20%에 그친 반면, BDNF 투여군은 60%로 나타났다. BDNF 투여군에서는 염증성 물질인 TNF-α 수치도 감소했다. 

석혜리 교수는 “이번 특허 내용은 기존에 신경계에서 주로 연구돼 온 BDNF의 활용 범위를 패혈증 치료 영역으로 확장했다는 데 의미가 있다”며 “다만 현재까지는 세포 및 동물 실험 단계로, 실제 환자 치료에 활용하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다”고 설명했다. 

박대원 교수는 “BDNF가 패혈증의 과도한 염증반응을 조절하고 생존율을 높일 수 있는 가능성을 확인했다”며 “이번 특허를 토대로 BDNF의 작용기전과 치료 가능성을 보다 면밀하게 검증해 새로운 패혈증 치료 전략으로 발전시킬 수 있도록 후속 연구를 이어가겠다”고 말했다. 

한편, 매년 9월 13일은 ‘세계 패혈증의 날’로 패혈증에 대한 인식을 높이고 조기 발견과 치료의 중요성을 알리기 위해 제정됐다.