조기 진단에 도움을 주는, 급성 신손상의 표지자(Bio marker)

신장이 손상을 받아도 증상이 드러나지 않는다는 것이 제일 큰 문제입니다.

 

그리고 더 큰 심각성은 이러한 급성 신손상을 조기에 발견할 수 있는 믿을 만한 바이오마커(표지자)가 아직 없다는 것입니다. 

 

 

지속적으로 새로운 바이오마커들이 개발되고 있어, 하나의 완벽한 표지자를 찾기보다는 새로 개발된 여러 바이오마커들과 고전적인 표지자(혈청 크레아티닌과 소변량)를 통합해 급성 신손상을 조기 진단하고 예후를 예측하는 것이 도움이 될 수 있습니다. 

 

 

◈ 사구체여과율(GFR)과 혈청 크레아티닌

 

현재 신기능을 평가하는 방법으로는 사구체여과율이 최적 표준이며, 임상 상황에서는 GFR을 혈청 크레아티닌을 이용하여 간접적으로 평가하게 됩니다. 

 

그러나 급성 신손상과 같이 혈청 크레아티닌이 안정적이지 않고 변화하는 상황에서 현재 GFR을 평가하는 식이 신기능을 적절하게 평가하는지에 대해서는 연구가 부족합니다. 

 

따라서 급성 신손상 시 단계를 평가하는 데 GFR보다 혈청 크레아티닌을 사용하나, 혈청 크레아티닌 또한 제한점이 있습니다. 

 

혈청 크레아티닌은 신손상이 발생 후 일정 시간이 지난 뒤 상승되기 때문에 현재 신기능을 반영하지 못합니다.

 

또한, 급성 및 만성 질환으로 인하여 근육 감소가 있는 경우, 체액 증가나 수액을 투여하는 경우 혈청 크레아티닌 농도가 감소되어 실제 신기능보다 과대평가될 수 있습니다. 

 

 

◈ Cystatin C (CyC)

 

시스테인 프로티아제 억제제인 Cystatin C(시스타틴 C)는, 모든 세포에서 생성되는 단백질입니다.

 

다만 정상인에서 생산된 혈청 CyC는 근위세뇨관에서 거의 완전히 재흡수, 대사되므로 소변에서 CyC는 거의 검출되지 않습니다.

 

 

이러한 근거로 소변에서 CyC가 검출됐다면 세뇨관 손상을 의미하고 나아가 신장의 손상을 확인할 수 있습니다.

 

지금까지 연구를 보면 혈청 CyC는 급성 신손상 시 혈청 크레아티닌보다 사구체여과율을 잘 반영합니다.

 

따라서 급성 신손상 진단에 있어 기존 검사보다 우월하다는 평가입니다.

 

반면 급성 신손상의 예측, 신대체요법의 필요성, 중환자실 및 입원 환자에서의 사망을 예측하는 데는 아직 확실하지 않다는 한계도 있어 아직 더 많은 연구가 진행되어야 할 표지자입니다. 

 

 

◈ NGAL(neutrophil gelatinase associated lipocalin)

 

현재까지 가장 많이 연구가 진행된 바이오마커는 NGAL이라고 하는 당단백질입니다.

 

NGAL은 중성구와 신장 근위 및 원위세뇨관의 상피세포에서 발현됩니다.

 

또한 급성 신손상 후 간에서 합성이 증가돼 나타나기도 합니다.

 

지금까지 연구 결과들을 분석해보면, 소아와 성인에서 심장수술 후 조영제에 의한 신손상, 중환자실에서 발생한 급성 신손상, 그리고 신장이식 후 이식신 지연 기능의 조기 진단에 유용한 것으로 알려져 있습니다.

 

혈청 및 소변 NGAL의 증가는 급성 신손상을 초기에 인지하는 데 유용하며, 투석 시작시기와 사망률을 예측하는 데 가치가 있다고 보고됩니다.  

 

 

◈ KIM-1(Kidney injury molecule-1)

 

KIM-1은 신손상 후 빠르게 합성되는 단백질로 주로 탈분화된 근위세뇨관의 한쪽 세포막에서 발현이 증가됩니다.

 

신손상 2~3일 후에 소변에서 최대로 증가되며, 손상된 세포가 완전히 회복될 때까지 상피세포에 발현이 지속된다는 특징이 있습니다. 

 

KIM-1이 급성 세뇨관 괴사가 있는 환자의 소변에서 발견되므로, 근위 세뇨관 손상의 유용한 표지자로서 가치가 있고, 급성 신손상 환자에서 신대체요법의 시작과 사망 등의 예후를 예측하는 데 도움이 됩니다. 

 

또한, 세뇨관 상피세포에서 KIM-1의 발현이 세포 자멸 후 생기는 찌꺼기와 괴사 조각을 청소하는 역할을 한다는 보고도 있어, 단순히 진단적 의미 외에도 급성 신손상 치료에 대한 가치 연구도 필요합니다. 

 

 

◈ IL-18(interleukin 18)

 

염증을 일으키는 단백질로 잘 알려진 IL-18(인터루킨-18)은 염증성 사이토카인으로 단핵구, 대식세포, 그리고 근위 세뇨관에서 합성됩니다.

 

지금까지의 연구에서 급성 세뇨관 괴사가 일어난 환자의 소변 IL-18 농도가 요로감염, 만성 신장질환, 정상인에 비해 증가했고 세뇨관 괴사를 진단하는 데 높은 민감도와 특이도를 보이고 있습니다. 

 

그러나 IL-18은 패혈증 발생에 관여하는 중요한 염증성 사이토카인이기 때문에 내독혈증, 염증성 질환, 자가면역질환과 같은 질환 발생 시 농도에 영향을 받을 수 있다는 제한점이 한계로 지적되고 있습니다. 

 

 

◈ L-FABP(liver-type fatty acid binding protein)

 

활동적인 지방산대사 단백질인 L-FABP는 주로 간에서 발현되지만 급성 신손상 후 근위세뇨관에서 발현이 증가되므로 어느 정도 신손상 예측이 가능한 바이오마커로 주목받고 있습니다.

 

지금까지 L-FABP에 대한 임상연구에 의하면, 소변 L-FABP는 급성 세뇨관 괴사, 패혈증, 독성 신손상, 조영제 유발 신손상, 그리고 심장수술 후 신손상 시 초기에 증가하는 양상을 띠는데 크레아티닌과는 다르게 혈청 L-FABP는 소변 L-FABP 검출에 영향을 주지 않습니다.

 

L-FABP는 항산화제로서의 기능도 가지고 있어, 신손상 시 L-FABP 발현 증가는 신장 보호 효과와 관련이 있을 것으로 추측되고 있습니다.

 

 

이 외에도 NAG(N-acetyl-β-D-glucosaminidase), Netrin-1, angiotensinogen도 신손상을 받았을 때 소변으로 나오는 농도가 증가하기 때문에 유용한 표지자가 될 수 있다고 알려져 있습니다.  

 

또한, 최근 미국 FDA에서 승인을 받은 항암물질 표지자(cell cycle arrest marker)인 TIMP-2(tissue injury metalloproteinase 2)와 IGFBP-7(insulin-like growth factor binding protein 7)이 중환자에서 중등도 이상의 급성 신손상을 유의하게 예측한다고 보고되고 있습니다. 

 

 

*참고:

1)논문_오세원, 급성신손상의 원인과 치료, 대한내과학회지, 제94권 제4호, 2019, 316p

2)논문_이식, 급성 신손상: 새로운 바이오마커, 대한내과학회지, 제88권 제4호, 2015, 365~366p

3)site_박상준, '급성 신손상'의 새로운 바이오마커, MEDICAL Observer, 학술, 순환기/뇌혈관, 2015