성장 지연 태아의 폐 기능을 개선하는 치료법을 개발하는 데 도움이되는 연구

임신 중 태아가 정상 수준보다 적게 성장하면 임신 주수가 증가함에 따라 태아의 일부 장기가 제대로 발달하지 못할 위험이 높아지고, 이는 출생 후 태아의 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 태아 성장 제한이 뇌 및 심혈관 발달에 미치는 장기적인 영향은 많은 연구 주제였지만, 폐에 미치는 영향에 대한 과학적 데이터는 부족합니다.

이는 BCNatal 태아 의학 연구 센터(클리닉 바르셀로나 및 산 호안 데 데우 병원)와 폼페우 파브라 대학교(UPF)가 공동으로 수행한 연구의 주제였습니다. 이 연구에서는 성장이 제한적인 태아와 정상 태아의 폐 발달에서 혈관 저항의 차이를 확인했습니다. 연구진은 태아의 혈류 속도를 측정하고 인공지능 기법과 컴퓨터 모델을 활용하여 이 데이터를 분석했습니다.

Scientific Reports 저널 에 최근 게재된 연구 결과는 성장이 제한된 태아의 폐 발달을 개선하고 어린 시절뿐만 아니라 청소년과 성인기까지 지속될 수 있는 호흡기 문제를 예방하는 치료법을 개발할 가능성을 열어줍니다.

본 연구의 주요 연구자는 BCNatal 및 Clínic-IDIBAPS 태아 및 주산기 의학 그룹 연구원인 Fátima Crispiel과 UPF 공학부 BCN MedTech Unit 연구원인 Bart Beijnens(ICREA, UPF)입니다. 다른 연구원들은 Clínic-IDIBAPS의 여러 서비스 및 연구 그룹에 소속되어 있으며, 바르셀로나 대학교 및 호흡기 및 희귀 질환 CIBER와도 협력하고 있습니다.

이 연구에는 200명 이상의 임산부가 참여했습니다. 이 연구는 임신 24주에서 37주 사이의 임산부 208명을 대상으로 태아의 혈류량과 산소 공급에 따른 변화를 분석했습니다. 모든 여성은 바르셀로나 클리닉 병원에서 검사를 받았으며, 연구에 필요한 모든 검사를 받았습니다.

이 중 97건에서 태아는 제한된 성장 지연을 보였으며, 이로 인해 출생 체중이 매우 낮았습니다. 나머지 111건의 태아는 정상적인 성장을 보였습니다. 각 태아의 주요 동맥과 폐 혈관의 혈류 속도를 측정하여 인공지능을 통해 비교했습니다. 또한, 컴퓨터 모델을 사용하여 폐의 저항을 계산했습니다.

태아 주폐동맥과 폐내동맥의 도플러 영상 예시. 출처: Vellvé, K., Garcia-Canadilla, P., Nogueira, M. 외.

태아 폐 혈류 속도는 산모의 정상 호흡 상태와 마스크를 통해 산소를 보충 공급한 상태(과산소 상태)에서 분석되었습니다. 이 분석은 도플러 원리를 기반으로 태아 순환계 전체의 혈류 속도를 추정하기 위해 초음파를 태아에게 발사하는 기술을 사용하여 수행되었습니다.

반면, 폐와 같은 장기의 저항은 초음파를 사용하여 직접 측정할 수 없기 때문에 심장과 혈관을 나타내는 컴퓨터 모델을 사용하여 측정했습니다. 비교를 위해 이 컴퓨터 모델을 전자 회로 시뮬레이션과 비교할 수 있습니다. 연구진은 태아 혈관계의 컴퓨터 버전을 재현하고, 측정된 혈류 속도와 다른 매개변수를 모델링하여 다양한 장기의 저항과 탄성을 추정할 수 있었습니다.

마지막으로, 인공지능 기술을 기반으로 한 머신 러닝 방법을 사용하여 태아의 혈류 패턴을 비교했으며, 이를 통해 혈류 매개변수와 임상 지표에 따라 다양한 범주로 그룹화하는 데 도움이 되었습니다.

이후, 과산소화의 영향을 조사한 결과, 산모에게 공급되는 산소량이 늘어나 폐 저항이 변하는 것과 관련이 있는 것으로 나타났으며, 더 많은 산소가 정상 태아에 영향을 미치지 않으면서 성장이 제한된 태아의 폐 혈류를 개선하는 것으로 나타났습니다.

"기본적으로 이 연구 결과는 성장이 제한된 태아는 정상 태아에 비해 폐의 평균 혈류 속도와 혈관 저항이 다르며, 이는 산모에게 추가 산소를 공급하면 정상화될 수 있다는 것을 보여줍니다."라고 베이넨스(ICREA, UPF)는 설명합니다.

"폐 혈관의 이러한 차이점을 발견함으로써 성장 제한이 있는 태아의 폐 기능을 개선하는 미래 치료 전략 개발의 가능성이 열렸습니다. 출생 후 태아 발달의 이러한 개선은 이후 호흡기 질환 발생 위험을 줄일 수 있습니다."라고 크리스피우스 박사(BCNatal, Clínic)는 설명합니다.