중추신경계 탈수초 질환에서 항MOG 항체의 세포 기반 분석 연구

Abstract

연구 배경 Myelin oligodendrocyte glycoprotein(MOG)은 중추신경계의 희소돌기아교세포와 미엘린의 표면에 발현되는 단백질이다. 일부 뇌질환 환자 혈액에서 항-MOG 항체가 검출되는데, MOG 단백질을 쥐에 접종하면 뇌에 염증을 유도할 수 있어서 MOG 단백질이 “자가항원”으로서 작용할 것이라는 가설이 제기되어 왔다. 그러나 항-MOG 항체가 직접적이고 특이적인 질병항원(pathogenic antigen)으로서 작용하여 환자의 질환을 일으키는지, 혹은 이차적인 면역반응의 질병표지자로서 비특이적으로 희소돌기아교세포의 질병흔적을 나타내는지 분명치 않다. 이를 알기 위해서는 여러 뇌신경환자에서 항-MOG 항체 검사를 수행해야 하는데 기존의 항체 검사방법인 Western Blot과 ELISA 등은 분석 결과가 안정적이지 않아서 이를 제대로 확인할 수 없었다. 최근 개발된 세포 기반 분석법(Cell-based assay, CBA)은 안정적으로 항-MOG 항체를 검출할 수 있다. 본 연구에서는 CBA를 이용한 혈액 내 항-MOG 항체의 “질환특이성”과, CBA 반응정도에 따른 “질환활성도”를 분석 검정하고자 하였다.

연구 방법 본 연구는 두 가지 연구 축으로 진행되었다. 첫 번째 연구는 2018년 6월부터 2019년 2월까지 서울아산병원 신경과 탈수초클리닉에 방문하여 연구에 동의한 418명 뇌신경질환자들의 혈액 샘플을 대상으로 항-MOG 항체 유무 확인 검사를 했고, 두 번째 연구에서는 2018년 6월부터 2021년 12월까지 항-MOG 항체가 양성으로 검출된 37명 환자들의 77개의 샘플을 대상으로 분석이 이뤄졌다. 1개월 이내에 발병(attack)이 발생한 환자들을 “재발(Relapse)” 군으로 분류했고, 1개월 이후에 재발이 발생했거나 없었던 환자들은 “회복(Remission)” 군으로 분류했다. 중추신경계 탈수초 질환은 발표된 기준에 따라 다음과 같이 6가지 군으로 분류했다 (다발성 경화증(Multiple Sclerosis, MS, 118명), AQP4-IgG-양성 시신경 척수염 스펙트럼 장애(AQP4-IgG-positive NMOSD, 63명), AQP4-IgG-음성 시신경 척수염 스펙트럼 장애(AQP4-IgG-negative NMOSD, 19명), AQP4-IgG-음성 시신경염(AQP4-IgG-negative ON, 24명), AQP4-IgG-음성 척수염(AQP4-IgG-negative myelitis, 62명), 다른 중추신경계 탈수초질환, 19명). 장애정도는 EDSS(Expanded Disability Status Scale) 점수로 나타냈고, 이는 정상 0부터 죽음 10까지로 구성되어 있다. CBA의 반응정도는 1:10으로 희석한 환자 샘플을 반정량적으로 분석하였다. 형광 발현이 없는 정도를 0, 낮은 레벨의 발현을 1, 더 증가된 발현을 2-3, 강한 형광 발현 정도를 4로 매겨 점수화했다.

결과 첫 번째 연구에서 418명의 뇌신경환자의 혈액 샘플 중 18개의 샘플에서 항-MOG 항체가 검출되었다. 소수의 다발성경화증을 포함하여 AQP4 항체 음성인 시신경 척수염 스펙트럼 장애, 시신경염, 척수염 그리고 그 밖의 다른 탈수초질환 군에서만 검출되었다. 특히 1개월 이내에 재발한 환자군에서 항-MOG 항체가 더 많이 관찰되는 경향이 있었다. 결론적으로 CBA를 이용한 항-MOG 항체의 검사가 특정 탈수초 질환에만 특이적으로 나타나는 것으로 확인하였다. 두 번째 연구에서는 CBA를 통해 항-MOG 항체를 가지고 있는 환자들의 질병 중증도를 얼마나 반영하는 확인하고자 하였다. CBA를 통해 얻은 형광 발현 정도와 EDSS 그리고 뇌 내 신경세포 바이오마커 단백질을 비교하였다. 그 결과, CBA의 형광 발현 정도인 CBA 점수는 오히려 재발 시기보다 회복 시기에서 더 높게 나타나 질환의 활성도를 반영하지 않는 것으로 나타났고(재발 vs. 회복: 2 vs. 3(median), p = 0.0106), 질병의 중증도인 EDSS와도 연관이 없었으며(r = 0.0180, p = 0.3564), 신경세포손상 바이오마커인 뉴로필라멘트와도 연관이 없었다(r = 0.09597, p = 0.4064).

결론 CBA를 이용해서, 중추신경계 탈수초 질환에서 질병특이적으로 항-MOG 항체를 검출할 수 있었다. 특히 1개월 이내에 재발한 환자군에서 항-MOG 항체가 더 많이 관찰되는 경향이 있었다. 그러나 CBA의 신호정도를 분석했을 때, 그 점수와 질병활성도/중증도는 연관성을 나타내지 않았다. CBA를 이용한 항-MOG 항체 분석은 임상 현장에 도움이 될 것으로 기대되나, 정량분석의 임상 적용은 후속연구를 통한 발전이 필요하다.