낭포성 섬유증 원인에 대해서 알아보겠습니다.
낭포성 섬유증 은 전 세계적으로 대략 30,000명의 미국인과 최대 70,000명의 사람들에게 영향을 미치는 유전 가능한 생명을 위협하는 장애입니다.
땀, 소화액 및 점액 생성에 관여하는 단백질을 생성하는 낭포성 섬유증 막횡단 수용체(CFTR) 유전자의 유전적 결함으로 인해 발생합니다.
이 단백질에 결함이 있으면 폐에 점액이 비정상적으로 축적되고 장으로 가는 소화 효소 가 차단되고 기타 심각한 증상과 합병증이 발생할 수 있습니다.
적어도 1,700개 이상의 알려진 CFTR 돌연변이가 있습니다. 낭포성 섬유증이 있으려면 각 부모로부터 하나씩 2개의 CFTR 돌연변이 사본이 있어야 합니다.
진단과 치료의 발전으로 이 질병에 걸린 사람들의 기대 수명이 늘어났지만 아직 치료법은 없습니다.
유전학
낭포성 섬유증(CF)은 상염색체 열성 장애 입니다. 이것은 부모가 모두 열성 유전자(이 경우 CFTR 돌연변이)의 단일 사본을 제공하는 경우에만 유전될 수 있는 유형의 질병입니다.
정의에 따르면 열성 유전자는 우성 유전자에 의해 가려질 수 있는 유전자입니다. 그러한 예로 열성 형질인 파란 눈과 우성 형질인 갈색 눈이 있습니다. 하나의 열성 유전자만 물려받는다면 열성 형질을 나타내지 않고 대신 유전자의 보균자가 될 것입니다.
CF와 관련하여 부모 각각이 CFTR 돌연변이의 보균자이면 질병을 유전할 수 있습니다. 불행히도 부모가 상속 가능성에 어떤 식으로든 영향을 줄 수 있는 방법은 없습니다.
낭포성 섬유증의 유전 위험
두 부모가 모두 CFTR 유전자 돌연변이의 보인자라면 다음을 갖게 됩니다.
- 25%의 확률로 2개의 사본을 상속하고 CF를 갖게 됩니다.
- 50% 확률로 하나의 사본을 상속받아 캐리어가 됨
- 돌연변이가 없고 영향을 받지 않을 확률 25%
인종과 민족
천만 명 이상의 미국인이 CFTR 돌연변이를 갖고 있으며 매년 2,500명의 아기가 낭포성 섬유증을 가지고 태어납니다.
CF를 갖고 태어난 아기의 실제 비율은 약 9명 입니다.
- 백인계 미국인 2,500명 중 1명
- 아프리카계 미국인 15,000명 중 1명
- 아시아계 미국인 35,000명 중 1명
- 히스패닉계 미국인 13,500명 중 1명
Biomedical and Biotechnology Research Journal 에 발표된 2017년 역학 연구에 따르면 CF로 태어난 아기의 비율이 가장 높은 국가는 아일랜드로, 1,353명의 신생아 중 한 명이 영향을 받습니다.
CFTR 돌연변이의 유형
모든 CFTR 돌연변이가 동일하게 생성되는 것은 아닙니다. 근원에 따라 돌연변이는 결함의 특성과 신체에 미치는 영향에 따라 6가지 클래스로 나뉩니다.
클래스 1, 2 및 3은 CF의 가장 심각한 “고전적인” 증상을 초래하는 반면 클래스 4, 5 및 6은 비교하여 더 가볍습니다.
CFTR 단백질의 역할은 세포 안팎으로 물과 염의 이동을 조절하는 것입니다. 그렇게 함으로써 점액, 땀, 타액, 눈물 , 소화 효소의 생성을 조절하는 데 도움이 됩니다.
단백질에 결함이 있는 정도에 따라 이러한 시스템은 종종 심각한 방식으로 오작동할 수 있습니다.
CFTR 돌연변이의 클래스는 다음과 같이 광범위하게 설명될 수 있습니다.
- 클래스 1: 돌연변이로 인해 CFTR이 거의 생성되지 않거나 전혀 생성되지 않습니다.
- 클래스 2: 돌연변이로 인해 CFTR이 변형되고 기능하지 않습니다.
- 클래스 3: 돌연변이는 CFTR이 세포 안팎으로 물과 염의 이동을 차단하는 “게이팅 결함”을 유발합니다.
- 클래스 4: 돌연변이는 CFTR이 세포 안팎으로 염의 이동을 제한하는 “전도성 결함”을 유발합니다.
- 클래스 5: 돌연변이는 CFTR 단백질의 생산을 감소시킵니다.
- 클래스 6: 돌연변이는 지속적으로 교체되어야 하는 기능적이고 불안정한 CFTR을 초래합니다.
다른 돌연변이 조합은 질병의 다른 부류로 이어질 수 있습니다. 그러한 예 중 하나는 약 70%의 경우에서 볼 수 있는 F508 돌연변이입니다.
변형 유전자라고 하는 다른 유전자는 단백질 기능을 더욱 저하시키고 증상을 악화시킬 수 있습니다.
생리학
CFTR 결함이 낭포성 섬유증을 유발하는 방식을 가장 잘 이해할 수 있습니다. 단백질이 조절해야 하는 시스템을 더 자세히 살펴볼 필요가 있습니다.
CFTR 단백질을 채널 단백질이라고 합니다. 그것은 세포에서 물과 염분의 균형을 유지하는 단일 목표로 신체에 의해 생성됩니다.
정상적인 상황에서 이 균형에 영향을 주는 것이 있으면 CFTR은 정체(평형)를 유지하기 위해 세포 안팎으로 물과 염분을 이동시킵니다.
이 축적은 다양한 방식으로 장기의 정상적인 기능을 방해합니다.
- 폐 에서 점액의 축적은 기도를 차단하여 염증을 유발하고 감염, 폐 고혈압 및 조직 손상의 위험을 증가시킬 수 있습니다.
- 소화관 에서 축적은 췌장 에서 소화 효소의 분비를 차단할 수 있습니다 . 이것은 장에서 영양소의 흡수를 방해하여 영양 실조와 성장 저하로 이어질 수 있습니다. 만성 췌장염 도 발생할 수 있습니다.
- 간 에서 담관의 폐색은 혈액에서 독소를 제거하는 간의 능력을 방해하여 흉터, 담석 및 간경변 을 유발할 수 있습니다.
- 생식 기관 에서 CFTR 단백질의 이상은 구조적 문제를 일으켜 대부분의 CF 남성을 불임으로 만듭니다. 여성의 해부학적 구조는 영향을 받지 않지만 정상 자궁 경부 점액보다 더 진할 수 있고 불규칙한 월경 주기가 있을 수 있으며 이 두 가지 모두 임신을 방해할 수 있습니다.
- 내분비계 에서 랑게르한스섬으로 알려진 췌장의 인슐린 생산 세포가 막히면 제1형 당뇨병과 제2형 당뇨병의 특징을 모두 지닌 당뇨병 유형이 발생할 수 있습니다. 이를 낭포성 섬유증 관련 당뇨병(CFRD)이라고 합니다.
질병 증상
CF를 얻는 유일한 위험 요소는 비정상적인 CFTR 유전자를 가진 두 부모가 있다는 것입니다. 즉, 질병의 중증도와 진행에 영향을 줄 수 있는 요인이 있습니다.
그 중 가장 중요한 것은 진단과 치료의 시기이다. 신생아 선별검사는 질병의 즉각적인 치료를 가능하게 하므로 매우 중요합니다.
그렇게 하면 유아기에 발생할 수 있는 손상을 늦추거나 예방할 수 있습니다.
연구에 따르면 CF 증상이 나타난 후 치료를 받는 어린이는 일반적으로 2세까지 심각한 기류 손상과 호흡기 손상의 징후가 있음이 밝혀졌습니다.
이에 비해 출생 시 확인 및 치료를 받은 어린이는 2세까지 1세에 필적하는 폐 기능을 갖게 됩니다.
진단 및 치료의 발전에도 불구하고 과제는 여전히 남아 있습니다. 결국, 낭포성 섬유증은 우리가 통제할 수 없는 것만큼이나 통제할 수 있는 것의 영향을 많이 받습니다.
더 나쁜 결과와 관련된 위험 요소:
- 위스콘신 대학(University of Wisconsin)의 연구에 따르면 불량한 성장 은 심각한 CF 폐 질환과 가장 강하게 관련된 요인입니다. 이를 위해 CF가 있는 사람들은 체중과 성장을 유지하기 위해 매우 많은 칼로리를 소비해야 하며, 이는 심각한 장의 침범이 있는 경우 종종 어렵습니다.
- 항생제 과소 치료 는 또 다른 일반적인 위험 요소입니다. 세균 감염의 위험이 높기 때문에 CF를 가진 사람들은 일반적으로 건강하더라도 예방적(예방적) 항생제를 사용합니다. 치료 부족은 감염 위험을 증가시킬 수 있는 반면 장기간에 걸쳐 항생제를 일관되지 않게 사용하면 내성이 생겨 향후 치료 옵션이 제한될 수 있습니다.
- 일주일 이상 병원에 입원한 사람들이 일반적으로 획득하는 박테리아인 녹농균 감염 은 빠른 질병 진행과 관련이 있습니다. 따라서 입원은 CF 진행에 대한 독립적인 위험 인자로 간주됩니다.
- Gastroenterology 저널에 발표된 2015년 연구에 따르면 알코올 사용 은 급성 또는 만성 췌장염의 위험을 증가시키면서 간 손상을 가속화할 수 있습니다 .
- 간접 흡연 은 흡연 자체만큼이나 감염 및 합병증의 위험을 증가시킵니다. John Hopkins University School of Medicine의 연구에 따르면 간접흡연은 폐활량과 기능의 10% 감소와 관련이 있습니다. 이것은 심각한 손실처럼 보이지 않을 수도 있지만, 궁극적으로 간접흡연에 노출된 CF가 있는 17세는 노출되지 않은 CF가 있는 24세와 동일한 폐 기능을 가집니다.
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