패혈증은 바이러스, 세균 등에 의한 염증에 신체가 과민반응하는 질병이다. 발열과 호흡곤란, 백혈구 수치의 급격한 변화를 동반하며, 장기 부전으로 이어져 환자의 치사율이 매우 높다. 매년 전 세계적으로 약 3150만 명의 패혈증 환자가 생기며, 그 중 약 530만 명이 사망한다.
아직 패혈증 치료제는 존재하지 않는다. 항생제·항진균제 투여와 수액 공급, 혈압 유지, 수혈, 산혈증 교정 등 동시다발적인 조치가 최선이다. 다만 90%가 넘는 질병이 활성산소에 기인하고 악화되므로 이를 줄이는 방법이 근본적인 치료가 될 수 있다.
미래창조과학부 산하 기초과학연구원 현택환 나노입자 연구단장과 이승훈 서울대학교병원 신경과 교수 연구진은 항산화, 항염증 작용이 탁월한 세리아-지르코니아(CeZrO2) 나노입자를 합성해 패혈증 치료제로써 효과를 확인했다. 합성 나노입자는 단 한 번 체내 주입으로 반영구적인 항산화제 작용을 한다.
신체가 패혈증에 걸리면 활성산소가 과다하게 발생하고 염증 과민반응이 일어나 조직이 괴사하고 장기가 손상된다.
연구진은 체내 활성산소 농도를 낮추고 염증을 줄이기 위해 2012년부터 세리아(산화세륨, Ce2O3) 나노입자가 갖는 항산화 기능에 주목했다. 뇌출혈, 알츠하이머병 등은 동물실험으로 완화 효과를 확인했다. 연구진은 나노입자의 성능을 끌어올려 사용량을 줄임으로써 신체 부작용 빈도를 낮추는 방법을 고안했다. 세리아 나노입자가 지르코늄 이온(Zr4+)과 결합하면 활성산소를 제거하는 세륨 3가 이온(Ce3+)의 비율이 약 2배 높아지고 유지력은 길어진다. 급성 패혈증을 유발 시킨 실험쥐에 합성 나노입자를 투여하자 장기 손상이 줄어, 감염 2주 내 생존율이 약 2.5배 높아졌다.
현택환 단장은 “강력한 항산화, 항염증 효과를 보이는 세리아-지르코니아 나노입자가 패혈증 환자의 시술과 치료에 활용 될 수 있기를 기대한다”고 말했다.
기초과학연구원 나노입자 연구단의 주도로 미래창조과학부 기초연구사업, 보건복지부·한국보건산업진흥원 질환극복기술개발사업(질병중심 중개 중점연구)의 지원을 받아 진행된 이번 연구성과는 화학분야 최고 권위의 논문 ‘앙게반테 케미’ 온라인판에 지난 5일에 게재 됐고, 그 중요성을 인정받아 속표지 논문과‘가장 주목받는 논문(Hot Paper)’으로 선정됐다. 연구진은 해당 성과에 대한 국내 특허 등록 및 해외 특허 출원을 완료했다. /문병도기자 do@sedaily.com
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