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치매 뇌영상검사 예측 모델 개발로 치매유발물질 뇌축적 사전 예측 가능

보건복지부 2019.01.24
치매 뇌영상검사 예측 모델 개발로 치매유발물질 뇌축적 사전 예측 가능

- 뇌영상 검사 전에 뇌의 베타 아밀로이드 (치매유발물질) 침착 여부 미리 알 수 있어 -
◇ 경도인지장애 환자에서 APOE 유전자검사와 신경심리검사 결과만으로 개인별 아밀로이드 PET 검사 양성률을 예측하는 모델 개발
◇ 고비용의 아밀로이드 PET 검사 양성률을 미리 예측하고 진행여부를 선별할 수 있어 의료비 절감에 기여
◇ 아밀로이드 PET 검사 진행 여부 의사결정시 보조적으로 활용 가능
◇ 아밀로이드 표적 약물의 임상시험 참가자 선별에 도움을 주어 임상시험 성공률을 높일 수 있음

□ 질병관리본부(본부장 정은경) 국립보건연구원(원장 박도준)은 치매 임상연구 인프라 구축 학술연구용역 사업*(연구책임자: 삼성서울병원 서상원 교수, 과제명: 치매환자 코호트 기반 융합 DB 및 파일럿 플랫폼 구축)을 통해 경도인지장애 환자 대상으로 아밀로이드 PET 검사** 양성률을 예측하는 모델을 개발하였다고 밝혔다.
    * 붙임1 참조
< 치매뇌영상검사 양성률  예측모델로 인하여 현재와 달라지는 점 >

  ○ 학술연구용역을 맡은 삼성서울병원 연구진(서상원 교수, 김시은 (전)임상강사 (현)해운대백병원 교수)은 경도인지장애* 환자의 APOE ε4 대립유전자 유무**와 신경심리검사*** 결과만으로도 개인별 아밀로이드 PET 검사 양성률을 간단하게 예측할 수 있는 방법(노모그램****)을 개발하였다.
      * 경도인지장애: 인지기능의 저하가 관찰되지만 일상생활능력의 저하가 동반되지 않는 상태. 매년 10-15%가 치매로 진행하는 치매 고위험군임.
     ** APOE ε4 대립유전자 유무 : Apolipoprotein E 유전자 중 E4를 가진 사람은 알츠하이머병에 걸릴 위험이 4배 정도 높을 수 있다고 알려져 있다. 검사비용은 5만원 수준.
    *** 신경심리검사: 치매환자에서 인지기능 평가를 목적으로 실시되는 검사. 검사 비용은 30~40만원 정도이나 치매 건강보험 적용 확대 후 15만원 수준. 붙임4 참조
   **** 노모그램: 신경심리검사 결과를 각 변수로 하여 그 관계를 그림으로 표시한 수치를 읽기 편리하도록 만든 도표 또는 계산표.
    - 예측모델은 도식을 이용하여 진료실에서 쉽고 간단하게 적용 가능하다는 게 특징이다.
  ○ 이번 연구결과는 경도인지장애 환자의 개인별 아밀로이드 PET 양성률 예측이 가능하다는 점에서 매우 유용하며,  고비용의 아밀로이드 PET 검사 양성률을 미리 예측하고 진행여부를 선별할 수 있어 의료비 절감에 도움이 될 수 있다.
    - 아밀로이드 PET 검사는 뇌 안의 베타아밀로이드*를 영상화할 수 있는 치매뇌영상검사로 경도인지장애 환자가 향후에 치매로 전환될 위험을 예측하는데 유용하게 이용되는 검사이고, 결과가 양성이면 향후 치매발병확률이 높아진다. 고비용 (100~150만원)의 뇌영상 검사이기에 치매가 발병되지 않은 환자에게 권하기 어렵다.
      * 베타아밀로이드 (알츠하이머치매 환자의 뇌에서 특이적으로 관찰되는 병리 소견인 노인성 신경반(senile plaque)의 주성분이자 치매 유발 물질)

  ○ 예측모델은 APOE ε4 대립유전자 유무, 임상 치매척도 영역 합산 점수 (CDR-SOB), 기억장애의 양상 (시각기억 단독손상, 언어기억 단독손상, 시각 및 언어기억 손상) 등 3가지 위험요인을 기초로 만들었으며, 아밀로이드 PET 검사 양성 확률을 79%의 정확도로 예측한다.
[아밀로이드 PET 검사 양성률 예측 노모그램] 
분류
OR (위험도)
아밀로이드 페트 양성지수 (점수)
APOE ε4 대립유전자 유무
4.14 (2.30-7.46)
62
CDR-SOB (치매척도)
1.47 (1.08-1.99)
0-100
기억장애의 양상
시각기억
기준값
0
언어기억
0.94 (0.31-2.86)
3
시각 및 언어기억
3.25 (1.43-7.39)
54

 
 
 
 
 
 
 
 
 
※ 예를 들어74세 경도인지장애 환자의 신경심리검사 결과 CDR-SOB 점수가 2.5언어와 시각기억장애를 가지고 있으며 APOE ε대립유전자를 보유하고 있다면 ‘42(CDR-SOB 점수) + 62(APOE ε대립유전자) + 54(기억장애의 양상)’으로 계산되어 전체점수가 158점이다따라서 아밀로이드 PET을 검사했을 때 양성으로 나올 확률은 80% 이상임을 예측할 수 있다
 
 
 
    - 이번 연구결과는 ‘기억성 경도인지장애(aMCI) 환자에 대한 아밀로이드 페트 검사 양성률 예측 방법 및 장치’로 국내 특허 출원을 작년 8월 완료하였고, 국제학술지인 알츠하이머병 저널 (Journal of Alzheimer's Disease)에 10월 30일자로 게재되었다. (붙임2 참조)
        * 국내 특허 출원(2017년 8월 30일, 출원번호: 10-2017-0110430)
□ (주요 연구방법 및 주요 연구결과)
  ○ 서상원 교수 연구팀은 전국 5개 병원(삼성서울병원, 가천길병원, 세브란스병원, 경희대 병원, 동아대병원)의 경도인지장애 환자 523명의 데이터를 분석하였다. 그 중 삼성서울병원 237명의 데이터는 노모그램 개발을 위해, 나머지 286명의 환자 데이터는 검증을 위해 각각 분석하였다.
    - 아밀로이드 PET 양성과 연관이 있는 다음 세 가지 변수들, 1) 임상 치매 척도 영역 합산점수(CDR-SOB), 2) APOE ε4 대립유전자 유무. 3)기억장애의 양상 (시각기억 단독손상, 언어기억 단독손상, 시각 및 언어기억 손상)에 따른 위험도를 각각 구하고 개인별 아밀로이드 PET 검사 양성 위험지수를 산출하였다.
    - CDR-SOB 점수가 높고, APOE ε4 대립유전자를 보유하고 있으며, 시각기억력과 언어기억력이 같이 저하되어 있는 경우 아밀로이드 PET 검사가 양성으로 나올 가능성이 높았다.
  ○ 본 노모그램은 아밀로이드 PET 검사 양성률을 79%의 정확도* 로예측하였고, 이를 검증하기 위해, 5개 병원에서 아밀로이드 PET을 검사한 경도인지장애 환자 데이터 (총 286명)에 적용한 결과에서도 74%의 정확도를 보였다.
    * 통계방법: c-statistics (70-80%: 예측력이 좋은 모델, 80% 이상: 예측력이 강한 모델)
□ 예측모델 개발을 주도한 서상원 교수는 “환자 개개인에게 적용 가능한 아밀로이드 PET 양성률 예측모델을 만들었다는데 의의가 있으며, 아밀로이드 PET 양성률이 높게 예측되는 환자를 선별하여 검사를 진행할 수 있어 앞으로 진료 및 연구에서 유용하게 쓰일 것이다.”라고 말했다.
□ 이번 연구는 질병관리본부 치매 임상연구 인프라구축 학술연구용역 사업(치매환자코호트 기반 융합 DB 및 파일럿 플랫폼 구축)을 통해 지원되었다.
  ○ 질병관리본부는 “아밀로이드 PET 검사는 경도인지장애 환자의 예후를 예측하는데 유용하나, 고비용으로 인해 현재 일부병원에서만 제한적으로 시행되고 있다. 또한 아밀로이드 표적 약물의 경우, 임상시험에서 경도인지장애 환자의 낮은 아밀로이드 양성률로 인해 실패를 거듭하고 있다. 이번 예측모델을 이용하면, 아밀로이드 PET 검사 양성률을 미리 예측하고 양성률이 높게 예측되는 환자를 선별하여 검사를 진행할 수 있어 의료비 절감에 기여할 뿐만 아니라 임상시험 성공률도 높일 수 있을 것으로 본다.”고 밝혔다.
  ○ 아울러, “지속적인 치매 임상연구 인프라구축 사업 (치매뇌조직은행 및 치매연구정보 통합·연계시스템(Dementia Platform-Korea, DPK (가칭) 구축)을 통한 연구자 친화적이고 개방적인 연구 인프라 구축으로, 치매 연구 활성화뿐만 아니라, 치매 진단정확성 개선 및 치매 조기진단기술의 임상적용, 실용화에 박차를 가할 예정이다”라고 밝혔다.

   <붙임> 1. 아밀로이드 PET 검사 양성률 예측모델의 필요성
         2. 치매 임상연구 인프라 구축 학술연구용역 사업
            (과제명: 치매환자코호트 기반 융합 DB 및 파일럿 플랫폼 구축)
         3. 논문요약
         4. 경도인지장애에서 아밀로이드 바이오마커 (아밀로이드 PET, 뇌척수액)
         5. 신경심리검사

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