환자의 병리를 정확히 진단하고 동시에 치료를 진행하는 정밀치료기술인 테라노스틱스(theranostics), 즉 패혈증 테라노틱스가 국내 연구진에 의해 개발에 성공했다.

“치료(Therapy)”와 “진단(Diagnosis)”의 영어 합성어인 테라노스틱스 개발은 가천대(총장 이길여) 의과대학 진미림 교수팀이 길병원, 서울아산병원, 서울대병원 응급의학과, 삼성서울병원, ㈜미림진 및 오송 첨단의료산업진흥재단 신약개발지원센터와의 공동연구를 통해 패혈증 테라노스틱스 개발 가능성을 열었다.

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

이번 연구결과는 세계적 의학 학술지 “EMBO 분자의학”(IF=14.005)에 “Highly secreted tryptophanyl-tRNA synthetase as a potential theranostic target for hypercytokinemic severe sepsis”의 제목으로 게재됐다.

연구팀은 중환자실 입원 시 혈중 고농도 WARS1 수준으로 사이토카인 스톰, 쇼크, 장기손상, 조기 사망의 위험이 있는 과염증성 패혈성 쇼크 환자임을 신속히 진단하고 선별할 수 있다는 사실을 확인했다.

또 WARS1은 사이토카인 스톰을 일으키는 최상위 염증유발인자로 경증 패혈증 마우스에 WARS1을 주입하면 사이토카인 스톰을 일으키고 장기 손상이 일어나 패혈성 쇼크로 사망에 이르게 하므로 과염증성 패혈증 치료타겟임을 확인했다.

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 규명한 것에 큰 의의가 있다”고 강조하고 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 설명했다.

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

# 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).