Gait characteristics track biological disease stages in Parkinson’s disease
본 연구는 계측된 보행로와 신체 착용형 모니터로부터 도출된 정량적 보행 특성이 파킨슨병의 NSD-ISS 프레임워크상 3단계와 4단계를 유의미하게 구분할 수 있음을 입증하며, 이는 생물학적 질병 진행을 추적하기 위한 객관적인 디지털 마커로서의 잠재력을 뒷받침한다.
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파킨슨병은 사람의 움직임을 서서히 변화시키는 질환으로, 흔히 떨림이나 사지의 경직에서 시작됩니다. 의사들은 질병이 얼마나 진행되었는지 추적하기 위해 오랫동안 임상 척도를 사용해 왔지만, 이러한 방법들은 환자가 특정 시점에 무엇을 할 수 있는지에 의존하며, 이는 하루 중 시간대나 약물 복용 여부에 따라 달라질 수 있습니다. 과학자들은 이제 단순히 눈에 보이는 증상이 아니라 그 기저에 깔린 생물학적 근거를 바탕으로 질병을 지도화하는 방법을 찾고 있습니다. '신경세포 알파-시누클레인 질환 통합 병기 시스템(Neuronal Alpha-Synuclein Disease-Integrated Staging System)'이라 불리는 새로운 프레임워크는 증상이 나타나기 전의 초기 생물학적 변화부터 진행된 장애 단계에 이르기까지, 질병을 7개의 뚜렷한 단계로 나누어 이를 수행하고자 합니다. 목표는 질병의 정밀한 로드맵을 만드는 것이지만, 이 지도가 유용해지려면 연구자들이 한 사람이 그 과정 중 어디에 위치해 있는지를 측정할 수 있는 신뢰할 수 있는 도구가 필요합니다.
영국 뉴캐슬의 중개 및 임상 연구소(Translational and Clinical Research Institute)에 있는 연구팀은 걷는 방식이 이러한 신뢰할 수 있는 도구 중 하나가 될 수 있는지 확인하기 위해 연구를 시작했습니다. 그들은 질병의 중간 단계, 즉 증상은 명확히 존재하지만 아직 가장 심각한 수준은 아닌 구간에 집중했습니다. 이를 테스트하기 위해 연구진은 ICICLE-GAIT라는 더 큰 장기 연구의 일부인 파킨슨병 환자 119명을 모집했습니다. 연구진은 참가자들에게 두 가지 다른 유형의 장비를 착용한 채 트랙을 걷도록 요청했습니다. 하나는 모든 발걸음을 정밀하게 기록하는 바닥의 긴 계측 매트였고, 다른 하나는 사람이 코너를 돌 때도 지속적으로 움직임을 추적하는 허리 아래쪽에 착용하는 작은 센서였습니다.
연구팀은 먼저 일상생활 활동을 측정하는 표준 등급 척도를 사용하여 참가자들을 현재 장애 수준에 따라 두 그룹으로 분류했습니다. 한 그룹은 비교적 가벼운 어려움을 겪고 있었고, 다른 그룹은 더 상당한 어려움을 겪고 있었습니다. 그런 다음 연구진은 센서가 두 그룹 간의 차이를 감지할 수 있는지 확인하기 위해 두 그룹의 보행 데이터를 비교했습니다. 결과는 명확했습니다. 센서는 두 그룹의 움직임 방식에서 뚜렷한 차이를 포착해 냈습니다. 더 진행된 단계의 사람들은 더 짧은 보폭으로 더 느린 속도로 걸었습니다. 또한 그들의 발걸음은 덜 일관적이었는데, 이는 경증 증상을 가진 그룹보다 발걸음 사이의 시간과 각 보폭의 길이가 더 많이 변했음을 의미합니다. 이러한 차이는 걷는 속도, 발걸음의 리듬, 그리고 움직임의 안정성에서 발견되었습니다.
이 연구는 이러한 미세한 보행 패턴의 변화가 연령이나 체중과 같은 요인을 고려한 후에도 두 질병 단계를 구별할 수 있을 만큼 강력하다는 것을 보여주었습니다. 바닥의 계측 매트는 균형의 척도인 발의 너비 차이를 감지하는 데 특히 뛰어났던 반면, 허리의 센서는 걷기의 전반적인 리듬을 포착하는 데 더 효과적이었습니다. 이는 두 방법 모두 의사가 임상적 관찰만으로 하는 것보다 질병의 진행을 더 정확하게 이해하는 데 도움이 될 수 있는 가치 있고 객관적인 데이터를 제공한다는 것을 시사합니다.
하지만 연구진은 이것이 초기 단계라는 점을 주의 깊게 언급합니다. 이 연구는 질병의 두 가지 특정 단계만을 살펴보았으며, 일상생활이 아닌 통제된 실험실 환경에서 수집된 데이터에 의존했습니다. 또한 참가자들은 진단을 받은 지 비교적 얼마 되지 않았기 때문에, 연구팀은 이러한 보행 표지자들이 가장 심각한 단계까지 질병을 추적할 수 있는지 아직 확인할 수 없었습니다. 그럼에도 불구하고, 이 연구는 개념 증명(proof of concept)을 제공합니다. 이는 걷는 방식이 질병 단계의 디지털 서명을 포함하고 있음을 입증하며, 파킨슨병을 유발하는 보이지 않는 생물학적 변화를 측정할 수 있는 잠재적인 새로운 방법을 제시합니다. 향후 연구는 이러한 결과가 수년에 걸쳐 실제 생활에서도 유효한지 확인해야 하겠지만, 초기 결과는 단순한 걷기 행위가 이 복잡한 질환의 여정을 이해하는 열쇠를 쥐고 있음을 시사합니다.
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