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국내 연구진, 나노입자 이용한 패혈증 치료제 개발
사진 왼쪽부터 이승훈 교수, 현택환 교수

[라포르시안] 패혈증 동물에서 생존률을 향상시키는 항산화, 항염증 작용이 탁월한 나노입자를 이용한 패혈증 치료제가 개발됐다.

서울대병원 신경과 이승훈 교수(공동 제1저자 강동완)와 기초과학연구원 나노입자연구단장인 서울대학교 화학생물공학부 현택환 교수(공동 제1저자 소민) 공동 연구팀은 패혈증 동물모델에 신개발 치료제를 투여한 결과 생존율이 2.5배나 증가했다고 18일 밝혔다.

패혈증은 세균이나 바이러스에 감염된 후, 전신적으로 일어나는 과도한 면역 반응에 의해 치명적인 장기 손상이 발생하는 질환이다.

폐렴, 요로감염 등의 감염이 초기에 조절되지 않거나 신체의 면역력이 저하되어 있는 경우, 특히 노인에서 패혈증으로 발전할 가능성이 높다. 전세계적으로는 매년 약 3150만명의 패혈증 환자가 발생하고 그 중 530만 명이라는 많은 수의 환자가 사망하는 것으로 알려졌다.

패혈증의 사망률이 높은 이유는 근본적인 치료제가 없기 때문이다. 최근 발전한 중환자의학이 패혈증 사망률 감소에 기여하고 있으나, 높은 치료비 부담은 물론 1, 2차 의료기관에서는 치료에 한계가 따르는 것이 패혈증 치료의 현실이다.

지난 2012년부터 항산화 효과가 있는 세리아 나노입자를 뇌경색, 뇌출혈 등의 동물실험에 적용해 그 치료 효과를 입증한 연구팀은 패혈증 초기에 과도하게 발생하는 활성 산소가 패혈증 진행의 주요 원인이라는 점에 주목했다.

연구팀은 나노입자의 생체 독성을 최소화하고 효과를 극대화하기 위한 방법을 고안하여 세리아-지르코니아 나노입자를 개발했다. 세리아 나노입자가 지르코늄 이온(Zr4+)과 결합하면 활성산소를 제거하는 세륨 3가 이온(Ce3+)의 비율이 높아지고 유지력은 길어진다.

연구팀에 따르면 세리아-지르코니아를 7:3의 비율(Ce0.7Zr0.3O2)로 합성한 결과 세포 내 활성산소의 제거와 염증 반응 완화에 가장 탁월한 성능이 나타났다. 

이를 패혈증 동물 모델에 적용했을 때 손상된 장기 주변으로 나노입자가 다량 유입되어 치료 효과를 나타내었고, 염증 반응을 억제해 최종적으로 생존률을 2.5배 증가시키는 것을 확인했다고 연구팀은 전했다.

이번 연구를 주도한 서울대병원 이승훈 교수와 현택환 교수는 “수요가 큰 임상분야에 나노기술을 적절히 접목시킨 결과”라며 “강력한 항산화, 항염증 효과를 보이는 세리아-지르코니아 나노입자가 패혈증 환자의 시술과 치료에 활용될 수 있기를 기대한다”고 강조했다.

연구결과는 화학분야 권위지인 ‘앙게반테 케미’ 온라인판에 7월 5일에 게재됐으며, 그 중요성을 인정받아 속표지 논문과 ‘가장 주목받는 논문’으로 선정됐다.

이상섭 기자  sslee@rapportian.com

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