알레르기 반응의 첫 번째 단계가 발견되어 예방을 위한 새로운 기회가 열렸습니다.

Duke-NUS 의과대학의 과학자들은 사람이 땅콩, 해산물, 꽃가루 또는 집먼지 진드기와 같은 알레르기 항원과 접촉한 후 일련의 사건이 어떻게 시작되는지 확인했습니다. Nature Immunology 저널에 게재된 이들의 발견은 심각한 알레르기 반응을 예방하는 약물 개발로 이어질 수 있습니다.

면역 세포의 일종인 비만 세포는 땅콩이나 집먼지 진드기와 같은 무해한 물질을 위협으로 착각하고 인지된 위협에 대해 첫 번째 생리 활성 화학 물질을 방출하는 것으로 알려져 있습니다. 피부 아래, 혈관 주변, 호흡기 및 위장관의 점막에서 발견되는 비만 세포가 미리 저장된 생리 활성 물질을 동시에 혈액으로 방출하면 즉각적이고 전신적인 쇼크가 발생할 수 있으며 이는 치명적일 수 있습니다. 즉각적인 개입 없이 말이죠.

세계보건기구(WHO)에 따르면 세계 인구의 10% 이상이 음식 알레르기를 앓고 있습니다. 알레르기 수가 증가함에 따라 음식으로 인한 아나필락시스 발병률도 증가합니다. 싱가포르에서는 어린이 5명 중 1명이 천식을 앓고 있으며, 음식 알레르기는 이미 아나필락시성 쇼크의 주요 원인입니다.

Duke-NUS 팀은 생리활성 화학물질을 함유한 비만세포 과립의 방출이 인플라마솜(inflammasome)이라는 세포내 다중단백질 복합체의 두 가지 구성요소에 의해 제어된다는 사실을 발견했습니다. 지금까지 이러한 염증복합체 단백질은 감염이 감지되면 면역계의 다른 부분에 경고하는 수용성 화학물질을 분비하기 위해 면역 세포에서 자발적으로 조립되는 것으로만 알려져 있었습니다.

Duke-NUS Emerging Infectious Diseases Programme에서 연구를 주도한 Duke University 병리학 명예 교수이자 Soman Abraham 교수는 다음과 같이 말했습니다. “우리는 inflammasome의 구성 요소가 비만 세포를 운반하는 데 놀랍도록 중요한 역할을 한다는 것을 발견했습니다. 일반적으로 세포 중앙, 세포 표면 쪽으로 포장되어 방출되는 과립입니다. 이 예상치 못한 발견은 비만 세포에 의해 시작된 일련의 사건이 아나필락시스 쇼크를 유발하는 것을 방지하기 위한 개입의 정확한 목표를 제공합니다.

Abraham 교수와 그의 팀은 두 가지 염증복합체 단백질인 NLRP3 또는 ASC 중 하나가 부족한 쥐를 조사했습니다. 이 동물들은 알레르기 항원에 노출되었을 때 아나필락시성 쇼크를 경험하지 않았습니다.

그러나 비만 세포의 NLRP3 및 ASC 단백질이 개별 세포 내 과립과 조립되어 결합하여 연구자들이 과립구라고 부르는 복합체를 형성할 때 아나필락시스 쇼크가 관찰되었습니다. 이 복합체는 체세포 내부의 세포골격에 의해 형성된 경로를 따라 과립의 이동을 촉진했습니다. 비만 세포는 "철도에 부착"되는 방식과 유사합니다.

이 논문의 첫 번째 공동 저자이자 Duke-NUS Emerging Infectious Diseases Programme의 수석 조사관인 Pradeep Bist 박사는 다음과 같이 말했습니다. "비만 세포가 활성화되면 미세소관으로 알려진 동적 경로를 따라 과립이 빠르게 이동하는 것을 관찰했습니다. 이 과립이 세포에서 즉시 방출되는 세포막. 그러나 NLRP3 또는 ASC 단백질이 결여된 비만세포에서는 세포내 과립 이동의 증거가 발견되지 않았으며 이러한 과립 중 어느 것도 방출되지 않았습니다."

과립 수송에서 NLRP3와 ASC의 역할을 입증한 후 팀은 알려진 염증복합체 억제제를 사용하여 이 사건을 예방할 수 있는지 알아보았습니다.

만성 염증성 질환을 치료하기 위한 임상 시험과 매우 유사한 염증복합체 차단 약물인 CY-09를 사용하여 그들은 알레르겐을 주사하기 전에 쥐에게 치료법을 투여했습니다. 그들은 전임상 모델에서 이 약물을 사용하여 아나필락시성 쇼크를 효과적으로 예방할 수 있음을 발견했습니다.

Duke-NUS 신흥 전염병 프로그램에서 근무하면서 논문의 첫 번째 공동 저자이자 상하이 자오퉁 대학교 의과대학 면역 치료학 연구소의 Andrea Mencarelli 박사는 다음과 같이 말했습니다. 염증복합체 단백질의 활동을 특이적으로 차단하는 약물을 사용하여 "우리는 잠재적으로 유익한 다른 비만 세포 기능에 영향을 주지 않고 미리 저장된 비만 세포 화학 물질의 방출을 선택적으로 차단할 수 있었습니다."

완치법은 아니지만 심각한 알레르기가 있는 사람에게 잠재적으로 위험한 반응이 발생하는 것을 방지하는 새로운 도구를 제공할 수 있습니다. 현재는 첫 증상이 나타난 직후 응급처치를 시행하고 있다. 이러한 치료법은 좁은 시간 내에 적용되어야 효과가 나타나며 심각한 부작용도 있습니다.

"심각한 음식 알레르기가 있는 자녀의 부모가 노출 위험이 없는지 확신할 수 없는 상황에 직면했을 때 이것이 어떻게 마음의 평화를 가져올 수 있는지 알 수 있습니다. 우리는 비활성화하고 싶지 않지만 에이브러햄 교수는 면역체계의 이 부분을 장기간 동안 유지함으로써 잠재적으로 단기적인 보호를 제공할 수 있다고 말했습니다. 그의 팀은 현재 아나필락시스 쇼크에 대한 최상의 보호 효과를 달성하기 위해 이 약물의 복용량과 사용 빈도를 최적화하기 위해 노력하고 있습니다.

"이후에는 천식과 알레르기성 피부 반응에도 동일한 조치를 취할 예정입니다."

Duke-NUS 연구 수석 부학장인 Patrick Tan 교수는 다음과 같이 말했습니다. "이 획기적인 발전은 엄청난 번역 잠재력을 갖고 있으며 추가 연구뿐만 아니라 중증 질환 위험이 있는 사람들의 삶의 질을 개선하기 위한 패러다임 전환을 나타냅니다. 알레르기 반응은 특히 끊임없는 불안을 안고 살아가는 어린 자녀를 둔 부모들에게 희망의 빛입니다."