국내 연구팀이 나노입자를 활용해 패혈증의 치료제 효과를 확인했다. 기초과학연구원(IBS) 나노입자 연구단 현택환 단장과 서울대병원 신경과 이승훈 교수 연구진은 항산화·항염증 작용이 탁월한 세리아-지르코니아(CeZrO2) 나노입자(이하 합성 나노입자)를 합성해 패혈증 치료제로써의 효과를 확인하는 데 성공했다. 이번 연구 성과는 화학분야 논문인 앙게반테 케미 온라인판 7월 5일 자에 게재됐다.

합성 나노입자는 단 한 번 체내 주입으로 반영구적인 항산화제 작용을 한다. 패혈증은 바이러스·세균 등에 의한 염증에 신체가 과민반응해 생긴다. 발열과 호흡곤란, 백혈구 수치의 급격한 변화를 동반하며 장기 부전으로 이어져 환자의 치사율이 매우 높다.

아직 패혈증 치료제는 존재하지 않는다. 항생제·항진균제 투여와 수액 공급, 혈압 유지, 수혈, 산혈증 교정 등 동시다발적인 조치가 최선이다. 다만 90%가 넘는 질병이 활성산소에 기인하고 악화되므로 이를 줄이는 방법이 근본적인 치료가 될 수 있다. 특히 패혈증 치료는 활성 산소에 의한 전신염증 유발을 조기에 차단하는 게 중요하다. 신체가 패혈증에 걸리면 활성산소가 과다하게 발생하고 염증 과민반응이 일어나 조직이 괴사하고 장기가 손상되기 때문이다.

연구진은 체내 활성산소 농도를 낮추고 염증을 줄이기 위해 2012년부터 세리아(산화세륨· Ce2O3) 나노입자가 갖는 항산화 기능에 주목했다. 뇌출혈·알츠하이머병 등은 동물실험으로 완화 효과를 확인했다. 이번 합성 나노입자로는 패혈증 치료 효과도 입증하면서 임상으로 나아가기 위해 혹시 있을지 모를 나노입자의 생체독성 최소화에 집중했다.

연구진은 나노입자의 성능을 끌어올려 사용량을 줄여 신체 부작용 빈도를 낮추는 방법을 고안했다. 세리아 나노입자가 지르코늄 이온(Zr4+)과 결합하면 활성산소를 제거하는 세륨 3가 이온(Ce3+)의 비율이 약 2배 높아지고 유지력도 길어진다고 연구진은 설명했다. 급성 패혈증을 유발 시킨 실험쥐에 합성 나노입자를 투여하자 장기 손상이 줄어 감염 이 주 내에 생존율이 약 2.5배 높아졌다.

현 단장은 “강력한 항산화·항염증 효과를 보이는 세리아-지르코니아 나노입자가 패혈증 환자의 시술과 치료에 활용될 수 있을 것이다”라고 말했다.

강정의 기자 justice@ggilbo.com