스탠포드 연구, 개인 맞춤형 치료를 위한 6가지 우울증 바이오타입 식별

가까운 미래에는 신속한 뇌 영상 검사를 통해 우울증을 선별하고 가장 좋은 치료법을 결정할 수 있을 것입니다.

스탠퍼드 의대 연구진이 주도한 새로운 연구에 따르면, 뇌 영상과 머신러닝을 결합하면 우울증과 불안의 하위 유형을 식별할 수 있다고 합니다. Nature Medicine 저널 에 게재될 이 연구는 우울증을 여섯 가지 생물학적 하위 유형, 즉 "생물형"으로 나누고, 그중 세 가지 하위 유형에 대해 어떤 치료법이 더 효과적일 가능성이 높은지, 또는 낮은지를 파악합니다.

더 나은 치료 선택 방법의 필요성

스탠퍼드 의대 정신의학 및 행동과학 교수이자 정밀 정신의학 및 웰빙 센터 소장인 린 윌리엄스 박사는 맞춤형 치료를 위한 더 나은 방법이 시급하다고 말했습니다. 2015년 우울증으로 배우자를 잃은 윌리엄스 박사는 정밀 정신의학 분야의 선구적인 연구에 집중해 왔습니다.

우울증 환자의 약 30%는 치료 저항성 우울증을 앓고 있는데, 이는 여러 종류의 약물이나 치료법이 증상 개선에 실패했음을 의미합니다. 우울증 환자의 3분의 2는 치료를 통해 증상을 건강한 수준으로 완전히 제거하는 데 실패합니다.

특정 환자에게 어떤 항우울제나 치료법이 도움이 될지 판단할 수 있는 확실한 방법이 없기 때문입니다. 약물은 시행착오를 거쳐 처방되기 때문에 효과적인 치료법을 찾는 데 몇 달 또는 몇 년이 걸릴 수 있으며, 설령 효과가 있다고 해도 마찬가지입니다. 또한, 장기간 여러 치료법을 시도해도 효과가 없으면 우울증 증상이 악화될 수 있습니다.

"저희 연구의 목표는 처음부터 제대로 된 결과를 얻는 방법을 찾아내는 것입니다. 우울증 분야에서 일하면서 획일적인 접근법보다 더 나은 대안이 없다는 것은 매우 답답한 일입니다."라고 윌리엄스 박사는 말했습니다.

생물형은 치료에 대한 반응을 예측합니다

우울증과 불안의 생물학적 원리를 더 잘 이해하기 위해 윌리엄스와 동료들은 기능적 MRI(fMRI)라는 영상 기술을 사용하여 이전에 우울증이나 불안 진단을 받은 801명의 연구 참여자를 평가했습니다. 연구진은 참가자들이 안정 상태일 때와 인지 및 감정 기능을 평가하기 위해 고안된 다양한 과제를 수행하는 동안 뇌를 스캔했습니다. 연구진은 우울증에 영향을 미치는 것으로 이미 알려진 뇌 영역과 그 영역 간의 연결에 초점을 맞췄습니다.

그들은 클러스터 분석이라는 기계 학습 접근 방식을 사용하여 환자의 뇌 이미지를 그룹화한 후, 검사한 뇌 영역에서 여섯 가지의 뚜렷한 활동 패턴을 식별했습니다.

연구진은 또한 250명의 연구 참여자를 무작위로 배정하여 널리 사용되는 세 가지 항우울제 또는 행동 치료 중 하나를 투여했습니다. 뇌 인지 영역의 활동 증가를 특징으로 하는 한 하위 유형을 가진 환자들은 다른 생물형에 비해 항우울제 벤라팍신(에펙서)에 가장 잘 반응했습니다. 우울증 및 문제 해결과 관련된 세 가지 영역의 활동이 증가한 다른 하위 유형을 가진 환자들은 행동 치료에 더 잘 반응했습니다. 그리고 주의력을 조절하는 뇌 회로의 휴식 시 활동이 감소한 세 번째 하위 유형을 가진 환자들은 다른 생물형에 비해 행동 치료로 인한 증상 호전을 기대할 가능성이 낮았습니다.

연구의 중요성

윌리엄스는 "우리가 아는 한, 우울증이 뇌 기능의 다양한 이상으로 설명될 수 있다는 것을 보여준 것은 이번이 처음입니다."라고 말했습니다. "이는 본질적으로 뇌 기능의 객관적인 측정에 기반한 정신 건강에 대한 개인 맞춤형 의료 접근법을 보여주는 것입니다."

최근 또 다른 연구에서 윌리엄스와 그녀의 팀은 fMRI를 사용하여 뇌를 영상화하면 항우울제 치료에 반응할 가능성이 높은 사람들을 식별하는 능력이 향상됨을 보여주었습니다. 이 연구에서 연구진은 우울증의 인지적 생물형이라고 부르는 하위 유형에 초점을 맞췄는데, 이 유형은 우울증 환자의 4분의 1 이상에게 영향을 미치며 표준 항우울제에 반응할 가능성이 낮습니다. fMRI를 사용하여 인지적 생물형을 가진 사람들을 식별함으로써 연구진은 환자의 63%에서 관해 가능성을 정확하게 예측했으며, 뇌 영상을 사용하지 않은 경우의 정확도는 36%였습니다. 이러한 정확도 향상은 의사가 처음부터 적절한 치료를 처방할 가능성이 더 높다는 것을 의미합니다. 연구진은 현재 표준 항우울제에 반응하지 않는 사람들을 위한 더 많은 옵션을 찾기 위해 이 생물형에 대한 새로운 치료법을 모색하고 있습니다.

우울증에 대한 추가 연구

다양한 생물형은 연구 참여자들의 증상 및 과제 수행 능력 차이와도 상관관계를 보였습니다. 예를 들어, 뇌의 인지 영역 활동이 증가한 사람들은 다른 생물형보다 무쾌감증(쾌락을 느끼지 못하는 상태) 수준이 더 높았고, 실행 기능 과제 수행 능력도 더 낮았습니다. 행동 치료에 가장 잘 반응한 하위 유형을 가진 사람들도 실행 기능 과제에서는 실수를 했지만 인지 과제에서는 좋은 성과를 보였습니다.

연구에서 확인된 여섯 가지 생물형 중 하나는 영상화된 영역에서 우울증이 없는 사람들의 뇌 활동과 비교했을 때 뚜렷한 차이를 보이지 않았습니다. 윌리엄스는 이 질환의 기저에 있는 뇌 생물학의 전체 범위를 아직 탐구하지 못했을 가능성이 높다고 생각합니다. 그들의 연구는 우울증과 불안에 관여하는 것으로 알려진 영역에 초점을 맞추었지만, 해당 생물형에는 영상에서 포착하지 못한 다른 유형의 기능 장애가 있을 수 있습니다.

윌리엄스와 그녀의 팀은 더 많은 참가자를 포함하도록 영상 연구를 확대하고 있습니다. 또한 그녀는 전통적으로 우울증에 사용되지 않았던 약물을 포함하여 여섯 가지 바이오타입 모두에 걸쳐 더 많은 치료법을 시험하고자 합니다.

그녀의 동료이자 정신의학 및 행동과학 조교수인 로라 핵(Laura Hack, MD, PhD)은 스탠퍼드 의대에서 실험 프로토콜을 통해 임상에서 이 영상 기술을 활용하기 시작했습니다. 연구팀은 또한 다른 정신 건강 전문가들도 이 방법을 활용할 수 있도록 이 방법에 대한 실행하기 쉬운 표준을 확립하고자 합니다.

"정밀 정신의학 분야를 진정으로 발전시키려면 환자에게 가장 효과적인 치료법을 파악하고 가능한 한 빨리 치료를 시작해야 합니다."라고 마 박사는 말했습니다. "환자의 뇌 기능, 특히 이번 연구에서 평가한 입증된 특징에 대한 정보를 확보하면 개인에게 더욱 정확한 치료법과 처방을 내리는 데 도움이 될 것입니다."