2022. 10. 13. 15:29ㆍ수학,과학,공학
2015-03-17 23:34:43
안타깝게도 효과적인 자폐증 치료제는 아직 없다. 그 이유는 무엇일까?
세계에서 태어나는 아기 100명 중 1명은 자폐증을 갖고 태어난다. 우리나라에서는 좀 더 높아 100명 중 2.64명이 자폐증상을 안고 있다. 안타깝게도 효과적인 자폐증 치료제는 아직 없다. 수많은 어린이와 청소년들이 고통을 겪는 이 병을 도대체 왜 고치지 못하는 걸까.
자폐증은 원인이 너무 많다
김은준 카이스트 생명과학과 교수는 “2~3년 전만 해도 학계는 자폐증을 일으키는 갖가지 원인 중 환자의 1%를 넘기는 원인이 없으리라 예상했다”고 말했다. 그야말로 100인 100색. 치료제를 만들기 어려운 것은 그만큼 자폐증 원인이 셀 수 없이 다양하기 때문이다. 감기가 수없이 많은 바이러스와 다양한 변종 때문에 완벽한 백신이나 치료제를 만들기 힘든 것과 같다.
그나마 다행은 학계의 예상이 틀렸다는 것이다. 오늘날 가장 많이 자폐증을 일으키는 원인은 생크3(Shank3) 유전자 돌연변이로 밝혀졌다. 그러나 이 유전자 문제마저 자폐증 환자의 2~3%에 불과하다. 김 교수는 “자폐증을 일으키는 수많은 원인에 일일이 대응하기가 힘들고 자폐증의 핵심 메커니즘이 밝혀지지 않아 여전히 치료제 개발이 힘들다”고 설명했다.
자폐증의 3가지 증세
사회적 상호작용 장애, 커뮤니케이션 장애, 제한된 관심과 행동의 반복
자폐증은 3세 이전부터 증세가 나타난다. 어머니와 눈을 마주치지 않거나 표정 변화에 반응이 없고 언어 발달이 더디며 놀이에 관심을 보이지 않는다면 자폐증을 의심해볼 수 있다. 하지만 유사한 증상을 보인다고 모두 자폐증은 아니다.자폐증에는 3가지 주요 증세가 있다. 사회적 상호작용 장애, 커뮤니케이션 장애, 제한된 관심과 행동의 반복이다. 3가지 증상이 모두 나타나야 자폐증이다.1)
물건을 쌓는 것을 집요하게 반복하는 아이. 자폐증의 증세인 행동 반복의 대표적인 예다. <출처: (cc) Andwhatsnextat en.wikipedia>
먼저 사회적 상호작용 장애란 아기가 엄마와 눈을 마주치지 않거나 웃어도 반응하지 않는 등 외부자극에 무감각한 증상을 말한다. 커뮤니케이션 장애란 자폐증이 있는 아이가 말을 배우는 속도도 느릴 뿐더러 매사를 ‘글자 그대로’ 해석하는 것을 의미한다. 이 때문에 자폐증이 있는 아이는 ‘속임수’를 쓸 줄 모르고, 소꿉놀이 같은 상상력(속임수)에 기반한 놀이도 할 줄 모른다. 마지막으로 관심과 행동 반복이란 블록이나 캔 등을 계속해서 쌓는 행동을 예로 들 수 있다.
오늘날 미국식품의약청(FDA) 인증을 받아 널리 쓰고 있는 자폐증 치료제로는 리스페리돈과 아리피프라졸이 있다. 두 약은 환자의 반복 행동을 줄이는 데 도움이 되지만 사회적 상호작용이나 커뮤니케이션 문제에는 전혀 효과가 없다. 반복행동을 막는 효과가 있지만 왜 이런 효과가 나는지도 알려져 있지 않다. 보다 나은 치료방법은 없을까.
수백 종의 유전자 돌연변이가 자폐증의 원인
처음으로 자폐증이라는 말을 사용한 레오 칸너(Leo Kanner1894~1981) 미국 존스홉킨스대 의대 교수.
자폐증의 원인부터 알아보자. 김은준 교수는 “자폐증 환자의 90%는 유전자 돌연변이 때문에, 나머지 10%는 환경적 요인 때문에 일어난다”고 설명했다. 환경적 요인이란 태아의 뇌가 발달할 시기에 악영향을 줄 수 있는 모든 위험요소를 뜻한다.예를 들어 산모의 스트레스, 영양실조, 약물 부작용, 박테리아와 바이러스 감염도 자폐증을 일으킬 수 있다. 약물 부작용으로는 1905년대에 입덧 완화제, 진정제로 썼던 화학물질인 탈리도마이드, 간질 치료제로 쓰는 밸프로산 등이 악명이 높다. 자폐증 위험률을 높이는 바이러스로는 풍진을 일으키는 루벨라 바이러스 등이 있다.
다시 유전자를 보자. 유전자가 100% 동일한 일란성 쌍둥이의 경우, 어느 한 쪽이 자폐 증세를 보일 때 다른 한 쪽도 함께 보일 확률은 90%가 넘는다. 이란성 쌍둥이거나 형제자매일 경우에도 그 확률이 10%가 넘는다. 이는 특정 유전자에 돌연변이가 생기면 십중팔구 자폐로 이어진다는 뜻이다.
문제는 정확한 메커니즘을 모른다는 사실이다. 김 교수는 “기억이 뇌 속에 분산돼 있는 것처럼 자폐증을 일으키는 회로도 뇌 속에 분산돼 있는 것 같다”고 설명했다. 뇌의 어느 한 부분이나 특정 시냅스(신경세포의 연결부위)의 고장이 곧장 자폐증으로 이어지는 게 아니란 뜻이다. 김 교수는 “뇌에서 성격과 관련이 크다고 알려진 전두엽뿐만 아니라 선조체, 소뇌, 편도체도 자폐증에 관여하고 있다”고 말했다. 소뇌는 이전까지 운동 기능만 있다고 알려져 있었다.
자폐증에 걸린 아이에게 사회성을 부여하라
과학자들이 자폐증 메커니즘의 큰 그림을 보고 있지 못한 것은 사실이다. 하지만 어느 유전자에 문제가 있을 때 자폐증이 생기고, 어느 신경회로의 문제가 치명적인지는 알고 있다. 자폐증은 신경세포 사이를 연결하는 시냅스에서 수용체가 신경전달물질에 과민반응하거나 둔감하게 반응할 때 나타난다.
김 교수가 강봉균 서울대 교수, 이민구 연세대 교수와 함께 연구한 생크2(Shank2 ) 유전자 돌연변이는 신경전달회로를 둔감하게 만든다. 생크2 유전자는 이전까지 장(腸)기능에 관계된 것으로 알려진 유전자였다. 본래 장을 연구하던 이민구 교수는 생크2 유전자의 기능을 확인하기 위해 실험용 쥐에서 그 유전자를 제거했다. 그런데 뜻밖에도 이 유전자를 잃어버린 어미 쥐가 새끼 쥐를 보살피지 않았다. 자폐증에 걸린 쥐들에게 나타나는 사회적 상호작용 장애의 한 형태다.
연구팀은 추가실험을 통해 생크2 유전자에 돌연변이가 생기면 NMDA 수용체에 문제가 생긴다는 사실을 알아냈다. 수용체에 문제가 생겼으니 신경전달물질이 제대로 전달될 리 없었다. 연구팀은 CDPPB라는 약물을 넣어 다른 수용체를 자극했다. 그 결과 NMDA 수용체가 정상적으로 작동했다. 이 약물을 넣은 어미 쥐는 정상적으로 사회적 상호작용을 하는 모습을 보였다. 이전까지 치료할 수 없던 자폐증의 주요 증세인 사회적 상호작용 장애를 약물로 치료하는 데 성공한 것이다. 실험 결과는 2012년 학술지 <네이처> 6월 14일자에 소개됐다. 김 교수는 “현재 개발 중인 사회적 상호작용 장애 치료제 신약 10종 중 3종이 이번 연구 내용과 관계가 깊다”고 그 의의를 강조했다.
생크2 단백질에 돌연변이가 생기면 NMDA 수용체에 문제가 생겨 신경전달이 이뤄지지 않는다.
활성화된 mGluR5 수용체가 NMDA 수용체를 자극해 신경전달이 정상적으로 이뤄지게끔 한다.
유전자 맞춤 치료가 대안
하지만 자폐증 아이에게 개발하고 있는 신약을 투여한다고 병이 치료될까. 김 교수는 “약이 제대로 들을 확률은 1%도 안 될 것”이라고 말했다. 앞서 말했듯 자폐증에는 수백 개의 유전자 돌연변이가 관여하기 때문이다. 똑같은 수용체 문제로 일어난 자폐증이라도 신경전달물질에 둔감한 것이 아니라 반대로 민감해서 나타났을 수도 있다. 이처럼 너무나 다양한 원인이라는 난관을 극복해야 자폐증을 효과적으로 치료할 수 있다.
과학자들이 현재 자폐증 치료의 근본적인 대안으로 생각하는 것은 ‘유전자 맞춤 치료’다. 개인의 DNA를 분석해 어떤 유전자에 문제가 있는지, 어느 신경전달 회로에서 어떤 식으로 문제가 생겼는지 알아내면 그에 맞는 약물을 이용해 치료할 수 있다.
오늘날 500만 원이면 개인의 유전체를 분석할 수 있다. 자폐증과 관련이 있는 유전자만 모아서 선별적으로 분석하면 비용은 앞으로 더 낮아질 것이다.
2012년 <사이언스>지 12월 21일자에는 ‘자폐증 유전자, 계속해서 또’라는 기사가 났다. 기사 제목처럼 자폐증 유전자에 대한 논문이 꾸준하게 증가하고 있다. 김 교수는 “앞으로 10년이면 자폐증과 관련한 모든 유전자의 데이터베이스를 갖출 수 있을 것”이라고 내다보았다. 여기에 각각의 원인에 맞는 약이 개발된다면 자폐증으로 고통을 겪는 아이들이 크게 줄어들 것이다.
부록. 자폐증 환자는 천재일까 - 서번트 신드롬
스테판 윌트샤이어(Stephen Wiltshire, 1974~)는 자폐증을 앓고 있는 영국 미술가다. 천재적인 기억력에 의존해 도시와 건축물의 모습을 정밀하게 그림으로 표현하는 재능이 있다. 작은 사진은 그가 그린 그림.
영화 ‘레인맨’(1988)이나 ‘머큐리’(1998), ‘내 이름은 칸’(2010)에는 자폐를 가졌지만 천재인 등장인물이 나온다. 자폐증세를 가지면서 한 분야에 천재성을 보이는 현상을 ‘서번트 신드롬’이라고 한다. 미국 위스콘신대 의대 연구팀은 2009년 서번트 신드롬의 8가지 특징을 정리해 발표했다.
1. 자폐증 환자 10명 중 1명에게는 천재적인 역량이 있다.
2. 자폐 환자는 여아보다 남아가 4배 더 많으며, 서번트 신드롬을 보이는 남아가 여아보다 6배 더 많다.
3. 천재적인 역량은 좁은 분야에서 나타난다. 예) 절대음감, 암산, 그림 등
4. 천재성이 드러나는 기술은 복잡도가 낮은 단순기술이다.
5. 천재적인 기억력 덕분인 경우가 많다.
6. 천재성은 보통 어릴 적에 나타나지만 뇌의 부상 등으로 후천적으로 나타날 수도 있다.
7. 한번 나타난 천재성은 약화되거나 사라지지 않는다.
8. 서번트 신드롬을 전부 설명할 수 있는 이론은 없다.
2007년 10월 ‘네이처’에는 서번트 신드롬처럼 보이는 실험용 쥐를 만들었다는 연구결과가 실렸다. 시냅스의 ‘뉴로리진-3’이라는 막단백질에 돌연변이가 있는 쥐는 자폐증처럼 사회에서 고립된 행동을 보였지만 학습 능력은 월등하게 올라갔다. 세상과 소통하지 않는 천재, 서번트 신드롬의 비밀을 과연 미래에는 풀 수 있을까.
주석
1자폐증과 유사증세미국 정신의학협회는 자폐스펙트럼장애(ASD)라는 큰 틀을 규정짓고 순수자폐증(흔히 아는 자폐증)과 아스퍼거 장애, 비전형전반적발달장애 등으로 나눠 유사증세를 따로 분류하고 있다. 아스퍼거 장애는 순수자폐증과 달리 어린 시절 언어 발달이 지연되는 증세가 크게 나타나지 않으며, 비전형전반적발달장애는 '비전형-'이라는 말뜻처럼 규정하기 힘든 특징을 보이는 것이 일반적이다. 아스퍼거 장애와 비전형전반적발달장애의 발생빈도는 순수자폐증보다 낮아 연구는 상대적으로 미비한 상태다.본 콘텐츠의 저작권은 저자 또는 제공처에 있으며, 이를 무단 이용하는 경우 저작권법 등에 따라 법적책임을 질 수 있습니다.
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이 글을 쓴 사람의 시각을 알 수 있는 세가지의 실수가 아쉽습니다. 첫째는 '이 병을 어떻게 고칠 수 있을까?'라고 하였는데 자폐증은 병이 아닌 범주성 장애입니다. 두번째는 이미지. 밧줄로 꽁꽁 묶여있는 것은 장애로 인한 제한된 능력과 장애에 대한 부정적인 인식을 강조하여 그들이 자신의 상황에서 학습 및 개인적 지원을 받아 행복한 삶을 영위하도록 하고 인간 중심적인 철학을 기반으로 글을 쓰시지 않은 것이 아쉽습니다. 세번째는 장애인은 그 장애로 인한 심리적 육체적 고통 혹은 선천 및 후천적으로 두가지 이상의 장애를 갖거나 사회에서 긍정적으로 용납되지 않는 문제행동을 하기도 합니다. 예를 들어 자폐증과 지적장애가 동반되면 위에서 언급한 세가지 특징과 기초학습도 어렵습니다. 또한 긍정적 사회인식이 적으면 심리적으로 위축되어 불안 우울 등의 고통까지 격습니다. 문제행동이라는 것은 몸을 앞뒤로 흔들거나 고함을 치는데 그것은 움직임으로 자신을 느끼거나 대대화방식을 알지못하기때문입니다.
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안녕하세요. 저도 adhd와 자폐증상을 겪어본 사람으로써 한가지 말씀 드릴게요. 제가 저 증상이 일어났을때는 아마 초등학교 들어설때부터 였을껍니다. 그 당시 저는 말수가 별로 없었는데. 차츰 학년이 올라갈때마다 말수가 늘더니 심지어 혼잣말까지 늘어놓게 되엇죠. 그 혼자서 얘기하는걸보고 옆에 있는 주위 친구들이 제 근처로 다가오는걸 꺼려한거죠. 쟤랑 놀면 나까지 미쳐버릴것 같다. 라는 생각이 들정도였으니까요. 그래서 그런지 중학교 고등학교 들어가면서부터 제 성격은 급 어두워지기 시작햇고, 그때부터 애들은 저에게 두려움을 느끼고 저와의 관계를 멀리했습니다. 그때 전 몰랏죠. 왜 친구들이 갑자기 멀리 하려햇는지를....
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