Associations Between Social Responsiveness and Sleep Disruption are Modulated by Chronotype in Early Adolescence: Cross-Sectional and Prospective Findings from 10,108 Participants of the Adolescent Brain and Cognitive Development (ABCD) Study

기술 요약: 초기 청소년기 사회적 반응성과 수면 장애 사이의 연관성 및 이에 대한 크로노타입(Chronotype)의 조절 효과

문제 제기
수면 장애는 신경 발달 장애, 특히 자폐 스펙트럼 장애(ASD)를 가진 개인들에게서 매우 높은 빈도로 나타난다. 그러나 이러한 수면 문제가 해당 질환의 내표형(endophenotype, 일차적 생물학적 표지자)인지, 아니면 공존하는 행동, 생활 방식 또는 약물 사용의 이차적 결과인지는 여전히 불분명하다. 기존 연구들은 작은 표본 크기, 임상적 사례 대조 설계에 대한 의존(이로 인해 지적 장애가 있는 참여자가 제외되거나 수면 조절 약물을 복용하는 이들이 포함되는 문제), 그리고 청소년기 전반의 발달적 변화를 포착하는 종단적 데이터의 부족으로 인해 한계가 있었다. 또한, 객관적인 수면 평가 방법은 임상 집단에서 순응도가 낮은 경우가 많다. 본 연구는 인구 통계학적, 생활 방식 및 행동적 혼란 변수와 독립적으로, 자폐 특성이 수면 장애 및 생체 리듬 불일치와 연관되어 있는지 확인하기 위해 대규모 인구 기반 증거를 확보해야 할 필요성을 다룬다.

연구 방법론
본 연구는 미국 내 11,000명 이상의 아동을 대상으로 하는 종단적, 인구 기반 코호트인 ABCD(Adolescent Brain Cognitive Development) 연구의 데이터를 활용하였다. 분석은 두 시점(1년 차: 11세, 초기 청소년기; 3년 차: 13세, 중기 청소년기)에서 평가된 10,108명의 참여자에 초점을 맞추었다.

• 노출(Exposure): 자폐 특성은 사회적 인지, 의사소통 및 행동 양식을 연속적인 스펙트럼 상에서 측정하는 보호자 보고식 설문지인 사회적 반응 척도(SRS)를 통해 정량화되었다.
• 결과(Outcomes): 수면 장애는 26개 항목의 보호자 조사 도구인 아동 수면 장애 척도(SDSC)를 통해 평가되었으며, 점수가 높을수록 수면의 질이 낮음을 의미한다. 사회적 시차(Social jetlag)는 자유 일(free days)과 등교일(school days) 사이의 중간 수면 시간의 절대 차이로 계산되었다. 크로노타입(Chronotype)은 청소년 뮌헨 크로노타입 설문지(MCTQ)를 통해 도출되었다.
• 공변량(Covariates): 모델은 인구 통계학적 특성(성별, 인종, 사회경제적 지위), 생활 방식 요인(신체 활동, 스크린 타임), 사춘기 단계, 그리고 행동적 공존 질환(아동 행동 체크리스트를 통한 내재화 및 외현화 증상)을 통제하였다.
• 통계 분석: 순차적 계층 선형 혼합 효과 모델(Sequential hierarchical linear mixed-effects models)이 사용되었다. 이 모델은 형제간 상관관계와 반복 측정을 고려하기 위해 가족 내에 중첩된 개인에 대한 무작위 절편을 포함하였다. 분석은 11세에서의 횡단적 연관성을 테스트하고, 13세에서의 수면 장애를 예측하는 전향적 연관성을 검토하였으며, 크로노타입 및 성별과의 상호작용을 조사하였다.

주요 기여 및 결과
본 연구는 자폐 특성이 초기 청소년기에 수면 장애와 독립적으로 연관되어 있다는 인구 수준의 증거를 제공한다.

1. 독립적 연관성: 11세 시점에서 SRS 점수와 수면 장애 사이에는 유의미한 횡단적 연관성이 존재했다 ($\beta = 0.12$, 95% CI 0.07–0.17; $p < 0.001$). 이 연관성은 13세에서도 지속되었으며, 성별, 인종, 사회경제적 지위, 신체 활동, 정적인 행동, 불안 및 우울을 조정한 후에도 유의미하게 유지되었다.
2. 크로노타입의 조절: 사회적 반응성과 수면 장애 사이의 관계는 크로노타입에 의해 유의미하게 조절되었다. 이 연관성은 아침형 유형에 비해 저녁형 및 중간형 유형에서 더 강하게 나타났다 ($\beta = 0.32$ for evening types; $p = 0.035$).
3. 전향적 결과: 초기 청소년기의 사회적 반응성(11세)은 13세의 수면 장애를 전향적으로 예측하였으며, 이는 안정적인 궤적을 시사한다.
4. 가족적 군집화: 수면 장애 결과는 형제간에 유의미한 군집 현상을 보였다 (내부 상관 계수(ICC) = 0.37). 이는 개인 수준의 공변량과는 독립적인 공유된 가족적 또는 유전적 메커니즘이 있음을 나타낸다.
5. 성별 차이: 자폐 특성과 수면 장애 사이의 연관성은 성별에 따라 달랐으며, 여성이 남성보다 더 강한 연관성을 보였다.
6. 사회적 시차: 사회적 시차의 경우, 완전히 조정한 모델에서 자폐 특성(SRS)과 유의미한 연관성을 보이지 않았으나, 크로노타입 자체는 사회적 시차의 강력한 예측 변수였다.

의의 및 주장
본 논문은 이러한 발견이 수면 및 생체 리듬 교란이 단순히 이차적인 증상이 아니라, 자폐증의 병인에 있어 일차적이고 기계적인 역할을 할 수 있다는 가설을 뒷받침하는 증거에 기여한다고 주장한다.

• 내표형 가설: 진단된 자폐 사례를 제외한 인구 집단에서도 독립적이고 종단적인 연관성이 나타난다는 점은, 수면 및 생체 리듬 교란이 자폐의 다유전자적 구조 내에 내표형으로서 내재되어 있다는 가설을 지지한다.
• 발달적 결정적 시기: 본 연구의 결과는 수면 장애(성인기가 아닌 초기 생애)가 자폐 유사 행동을 유발할 수 있고, 수면 조절을 통해 이러한 효과가 가역적일 수 있다는 동물 모델의 결과와 일치한다. 이는 초기 생애의 생체 리듬 교란이 위험 요인이자 잠재적인 개입 지점이 될 수 있음을 시사한다.
• 기계적 통찰: 크로노타입에 의한 연관성의 조절은 사회적 행동과 수면 사이의 관계에서 생체 리듬 메커니즘의 조절 역할을 강조한다.
• 한계 및 향 \후 방향: 저자들은 본 연구가 보호자 보고 데이터에 의존하며, 기저 시점에 진단된 자폐 또는 지적 장애 아동을 제외했음을 언급하였다. 즉, 결과는 임상적 진단보다는 특성의 연속체를 반영한다. 저자들은 향 만큼 객관적인 수면 모니터링을 활용하는 연구와, 태어날 때부터 생체 리듬을 목표로 하는 개입이 취약한 아동의 신경 발달 궤적을 개선할 수 있는지 조사하는 연구의 필요성을 강조하였다.

본 연구는 결론적으로 수면 장애와 자폐 특성이 초기 청소년기에 밀접하게 연결되어 있으며, 공유된 생체 리듬 또는 유전적 메커니즘에 의해 매개되며, 이러한 관계가 공존하는 행동 질환의 영향과는 구별된다고 밝히고 있다.