Hypothermic treatment alters the metabolic profile of newborns, mimicking or masking an inherited metabolic disorder: findings from a monocentric study

모든 신생아는 태어나자마자 발꿈치에 아주 작은 바늘 찌름을 받아 몇 방울의 혈액을 채취합니다. 이 샘플은 특수 카드에 담겨 실험실로 보내지며, 그곳에서 과학자들은 희귀한 유전성 대사 질환의 징후가 있는지 스캔합니다. 이러한 질환들은 신체가 음식을 제대로 분해하거나 특정 화학 물질을 처리하지 못하는 상태를 말하며, 아이의 건강을 위해 조기에 발견하는 것이 매우 중요합니다. 출산 중 산소 부족으로 인한 특정 뇌 손상을 입은 아기들의 경우, 의사들은 다른 종류의 치료법을 사용합니다. 의사들은 추가적인 뇌 손상으로부터 뇌를 보호하기 위해 며칠 동안 아기의 체온을 낮춥니다. 치료적 저체온증(therapeutic hypothermia)이라고 알려진 이 과정은 표준적이고 생명을 구하는 절차입니다. 그러나 한 가지 결정적인 의문이 계속 남아 있었습니다. 바로 이 냉각 치료가 아기의 혈액 내 화학적 구성을 변화시켜 선별 검사를 혼란스럽게 만드는가 하는 점입니다. 만약 냉각이 의사들이 확인하고자 하는 화학 물질의 수치를 변화시킨다면, 검사는 건강한 아기를 환자로 잘못 분류하거나, 더 심각하게는 실제로 질환이 있는 아기를 놓칠 수도 있습니다.

이탈리아의 한 연구팀은 이 질문에 답하기 위해 치료적 저체온증 처치를 받은 신생아의 혈액을 직접 조사하는 연구를 진행했습니다. 연구진은 저체온증 치료를 받은 만삭아 66명과 치료를 받지 않은 건강한 만삭아 69 그룹을 비교했습니다. 모든 아기는 만삭으로 태어났으며 체중은 최소 2,500g 이상이었습니다. 연구진은 신생아 선별 검사의 표준 시기인 출생 후 48시간에서 72시간 사이에 양쪽 그룹의 혈액 샘플을 채취했습니다. 그들은 고도로 정밀한 기계를 사용하여 아미노산(단백질의 구성 성분)과 아실카르니틴(신체가 에너지를 위해 지방을 태우는 데 도움을 주는 성분)을 포함한 57가지 서로 다른 화학 물질의 혈액 수치를 측정했습니다.

결과에 따르면, 냉각 치료는 실제로 혈액의 화학적 지형을 변화시켰습니다. 연구진은 치료를 받은 아기들이 건강한 아기들에 비해 몇 가지 핵심 물질의 수치가 유의미하게 다르다는 것을 발견했습니다. 구체적으로, 뇌에서 메신저 역할을 하는 화학 물질인 글루타메이트(glutamate)의 양은 냉각 처치를 받은 아기들에게서 급격히 감소했습니다. 동시에, 또 다른 뇌 화학 물질인 글라이신(glycine)의 수치는 눈에 띄게 상승했습니다. 또한 이 치료는 여러 단쇄 및 장쇄 아실카르니틴을 포함하여 신체가 지방을 처리하는 데 도움을 주는 많은 화학 물질의 감소를 일으켰습니다. 반대로, 인지질콜린(phosphatidylcholines)이라 불리는 지방 그룹의 수치는 치료를 받은 그룹에서 상당히 증가했습니다. 이러한 변화는 사소한 변동이 아니었습니다. 어떤 물질의 경우, 그 차이가 너무 커서 정상적인 변동 범위 속에서도 명확하게 두드러졌습니다.

연구진은 이러한 변화가 뇌와 신체가 부상과 추위에 어떻게 반응하는지를 살펴보면 타당하다고 설명했습니다. 뇌에 산소가 공급되지 않으면 뇌는 과도하게 흥분하고 세포를 손상시킬 수 있는 특정 화학 물질들로 넘쳐나게 됩니다. 체온을 낮추는 것은 이 폭풍을 가라앉히는 데 도움을 주어 뇌가 이러한 화학 물질을 소모할 필요를 줄여주는데, 이것이 혈중 글루타메이트 수치가 떨어진 이유입니다. 글라이신의 상승은 뇌를 과도한 흥분으로부터 보호하려는 신체의 노력의 일환으로 보입니다. 지방 처리 화학 물질의 변화는 냉각 치료가 신체가 연료를 더 효율적으로 태우는 방식으로 돌아가도록 도와, 초기 산소 부족으로 인해 발생했던 혼란스러운 대사 상태를 되돌린다는 것을 시사합니다.

이 연구의 가장 중요한 시사점은 단순히 수치가 변한다는 사실이 아니라, 이러한 변화가 진단 오류를 초래할 수 있다는 점입니다. 만약 어떤 아기가 특정 화학 물질의 수치가 약간 높은 경미한 유전 질환을 가지고 있다면, 냉각 치료가 그 수치를 더욱 높여서 실제로는 질환이 없음에도 불구하고 심각한 질환이 있는 것으로 선별 검사에서 경고를 보낼 수 있습니다. 반대로, 어떤 화학 물질의 수치를 낮추는 질환을 가진 아기의 경우, 치료가 그 수치를 더욱 낮추어 문제를 완전히 숨겨버릴 수도 있습니다. 표준 선별 검사는 보통 아기가 이 냉각 치료를 받는 동안 이루어지기 때문에, 결과가 오해를 불러일으킬 수 있습니다.

연구 저자들은 이 문제에 대한 실질적인 해결책을 제안합니다. 그들은 치료적 저체온증을 거친 모든 아기에 대해, 치료가 끝난 후에 두 번째 혈액 샘플을 채취할 것을 권장합니다. 이렇게 하면 의사들이 아기의 몸이 정상 온도로 돌아온 후의 실제 대사 프로필을 확인할 수 있습니다. 비록 이 연구가 단일 병원과 특정 아기 그룹만을 대상으로 했다는 한계가 있지만, 연구 결과는 이러한 추가 단계가 필요할 만큼 충분히 명확합니다. 최종 샘플을 채취할 때까지 기다림으로써, 선별 프로그램은 잘못된 경보를 피하고 실제 대사 질환이 있는 아기를 놓치지 않도록 보장하여, 아이들이 삶을 시작하는 과정에서 더 명확한 건강 상태를 파악할 수 있게 할 수 있습니다.