혀 코팅이 파킨슨병을 조기에 식별하는 데 어떻게 도움이 되는가

과학자들은 혀 표면을 분석하여 파킨슨병을 진단할 수 있는 강력한 단서를 발견했습니다. 주사도, 검사도 없이 간단한 면봉 검사만으로 가능합니다.

중국 상하이 교통대학교 의과대학 연구진은 파킨슨병의 조기 진단 및 모니터링을 위한 혀 코팅 샘플의 진단적 잠재력을 연구했습니다. Frontiers in Microbiology 에 게재된 이 연구에 따르면, 혀 코팅 샘플은 파킨슨병의 유망한 진단 도구로 떠오르며, 미생물 군집과 대사 화합물이 발병 기전에 관여한다는 사실을 강조합니다.

소개

파킨슨병은 두 번째로 흔한 신경퇴행성 질환으로, 안정시 떨림, 근육 경직, 그리고 느린 움직임을 특징으로 합니다. 고소득 국가에서는 10만 명당 약 14건의 발병률이 나타납니다.

이 질환의 발병 기전은 미토콘드리아 기능 장애, 산화 스트레스, 단백질 응집, 자가포식 장애, 그리고 신경 염증과 관련이 있습니다. 이러한 복잡한 발병 기전은 진단 및 치료 선택의 한계를 지닙니다.

기존의 진단 방법은 뇌척수액이나 혈액을 채취해야 하는데, 이는 침습적 시술로 정신적, 정서적 스트레스, 재정적 부담, 감염 위험을 유발할 수 있으며, 비용도 많이 들고 절차도 복잡합니다.

이러한 단점들은 더욱 편리하고 정확하며 조기 진단 방법을 개발해야 할 필요성을 강조합니다. 본 연구는 이러한 목표를 염두에 두고 시작되었습니다. 과학자들이 파킨슨병 환자의 혀에 특징적인 막, 즉 두껍고 기름진 층을 발견했을 때 이러한 아이디어가 떠올랐습니다. 이 막은 때때로 비정상적인 흰색이나 노란색 색조를 띠기도 합니다.

설태는 한의학에서 "시각적 진단"의 중요한 대상입니다. 일반적으로 혀의 점막에는 박테리아, 상피세포, 타액, 혈액 대사산물, 그리고 음식물 찌꺼기가 섞여 있습니다.

혀 코팅 분석은 생물의학 분야에서 점점 더 많은 주목을 받고 있으며 구강 질환, 위장 질환을 비롯한 여러 질환을 진단하는 데 사용됩니다.

상하이 교통대학교 연구진은 혀 면봉 검사의 간편함, 비침습성, 낮은 위험 및 비용 효율성을 고려하여 파킨슨병의 진단 및 예후를 개선하기 위해 성분 분석을 수행했습니다.

방법론

과학자들은 파킨슨병 환자 36명과 건강한 사람 31명의 혀 플라크 샘플에서 미생물 군집과 대사 화합물에 대한 정량적 분석을 실시했습니다.

마이크로바이옴과 대사체학 데이터를 통합하여 비침습적 진단 도구로 활용되고 새로운 치료 표적을 제시할 수 있는 신뢰할 수 있는 바이오마커를 발굴하고자 했습니다. 발굴된 마커의 예측 가치를 평가하기 위해 랜덤 포레스트 머신러닝 모델을 사용했습니다.

주요 결과

• 미생물군집: 플라크 분석 결과, 환자와 건강한 대조군 간에 Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria를 포함한 여러 세균 군집의 상대적 풍부도에 유의미한 차이가 나타났습니다. 이러한 군집은 파킨슨병의 병태생리학적 변화를 나타내는 잠재적 지표로 활용될 수 있습니다.
• 대사체학. 파킨슨병 환자의 플라크에서 팔미토일에탄올아마이드의 수치가 감소했고, 중증 장애 및 경도 인지 장애 환자의 카르니틴 수치도 감소했습니다. 팔미토일에탄올아마이드는 신경퇴행성 질환에서 널리 연구되어 온 내인성 지방산 아마이드입니다.
• 인공물: 도코사나마이드 수치가 상승했지만 외부 오염으로 인한 것으로 간주되었으며 신뢰할 수 있는 지표로 간주되지 않았습니다.

연구의 중요성

이 연구에서는 혀 표면의 미생물 군집 구성과 대사 프로필의 변화 사이에 잠재적인 연관성이 있음을 밝혔는데, 이는 파킨슨병의 발병과 진행에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.

플라크 영상은 이전에 구강 및 위장 질환, 류마티스 관절염, 폐렴, 폐암, 만성 신장 질환, 심장 질환, 골다공증, 허혈성 뇌졸중을 진단하는 데 사용되어 왔습니다. 이번 연구는 파킨슨병 환자의 혀 플라크 변화 구성에 처음으로 초점을 맞추어 병인에 대한 분자적 통찰력을 제공합니다.

플라크 미생물총의 변화는 파킨슨병 환자의 대변 검체에서 보고된 결과와 유사했습니다. 혀 플라크 채취는 대변 채취보다 편리하고, 깨끗하고, 안전하며, 이러한 결과는 혀 플라크 채취법의 이점을 더욱 강조합니다.

대사 변화 중 가장 중요한 것은 일부 외인성 화합물의 증가와 내인성 팔미토일에탄올아마이드의 감소로, 이는 환자의 상태에 외부 및 내부 요인이 모두 영향을 미친다는 것을 나타냅니다.

플라크 내 팔미토일에탄올아마이드의 감소는 파킨슨병 환자와 비환자를 구별하는 데 유망한 지표가 됩니다. 팔미토일에탄올아마이드는 중추신경계의 뉴런과 신경교세포에서 합성되며, 장 장벽의 온전성을 유지하고, 염증과 통증을 감소시키며, 에너지 대사를 조절합니다.

카르니틴도 중요합니다. 후기 단계와 경미한 인지 장애가 있는 환자에서 카르니틴이 감소한 것은 이전에 설명한 신경 보호 및 인지 향상 특성을 확인시켜 줍니다.

한계와 전망

이 연구는 예비적이며 표본 크기가 작기 때문에 대규모 코호트 연구에서의 검증이 필요합니다.

랜덤 포레스트 모델은 파킨슨병 환자와 건강한 참여자를 구별하는 데 약 89%의 정확도를 보였으며, 이는 플라크 대사 프로파일링의 진단적 잠재력을 확인시켜 주었습니다.

전반적으로, 이러한 결과는 혀 코팅이 파킨슨병 진단 및 모니터링을 위한 비침습적이고 비용 효율적인 도구로서 잠재력을 보여준다는 것을 보여줍니다. 그러나 이러한 표지자의 임상적 유용성을 확인하기 위해서는 추가적인 대규모 연구가 필요합니다.