코로나19(COVID-19) 감염자를 대상으로 신경계 합병증 발생을 추적하는 새로운 혈액진단 검사법이 전문가 논의절차를 밟고 있다.

혈액검사를 통해 '신경미세섬유 경연쇄(neurofilament light chain, NfL)'와 '신경교섬유질산성단백질(glial fibrillary acidic protein, GFAP)' 지표를 비교하는 것이 핵심으로 풀이된다.

최신 코호트 분석을 진행한 결과, NfL은 높은 민감도(sensitivity)를 보고했으며 GFAP은 특이도(specificity)가 우수한 지표로 평가된 것이다.

올해 알츠하이머협회 국제컨퍼런스(AAIC 2022)에서는 코로나19 팬데믹 사태 이후 감염자들에 보고되는 신경퇴행 등과 같은 신경학적 합병증을 모니터링하는 전문가 논의의 장이 마련됐다.

캐나다 브리티시 컬럼비아대학 Jennifer Cooper 교수는 학회 발표를 통해 "팬데믹 사태가 장기화하는 동안 COVID-19 바이러스 감염이 다양한 신경계 증상을 유발할 수 있다는 사실이 분명해졌다"며 "여러 신경계 합병증을 모니터링하는 방안을 모색해야 할 중요한 시점"이라고 강조했다.

이어 "감염자 일부에서는 감염 증상이 회복된 이후에도 두통 및 인지장애, 미각 또는 후각상실, 심지어 뇌졸중 등과 심각한 뇌혈관 합병증이 보고된다"며 "해당 감염자들의 경우 추후 신경퇴행으로 이어질 수 있다는 가능성을 시사한다"고 설명했다.

여기서 Cooper 교수팀은 NfL과 GFAP 등 두 가지 지표를 주요 혈액 바이오마커로 지목했다.

이와 관련해 NfL의 경우 차세대 혈액진단법 시장에서 퇴행성 뇌신경질환을 조기 감별하는 생물학적 지표로 자주 언급되는 상황이며, GFAP 역시 흥분성 신경전도 물질인 글루타메이트가 과분비될 때 증가하는 성상세포(astrocyte)를 확인하기 위한 용도로 널리 이용되는 분위기다.

◆NfL·GFAP 지표 복합 평가 주목…"혈액 마커 민감도 및 특이도 분석 추가 진행"

연구팀은 중추신경계에 병리학적 변화들을 반영하는 혈액 바이오마커를 찾는 작업에 주목했다. 이 중에서도 신경 축삭 손상을 대변하는 NfL과, 성상세포의 활성화 지표인 GFAP 수치 변화에 초점을 맞췄다는 대목.

특히 NfL은 혈액과 뇌척수액에서 측정되는 지표로, 신경세포가 외부 스트레스(자극)를 받을 경우 정상치 보다 많은 양이 체내로 방출되는 것으로 알려졌기 때문이다.

이번 코호트 연구를 살펴보면, 코로나19 감염으로 인해 캐나다 밴쿠버 B.C. 종합병원 중환자실에 입원한 환자 209명의 의무기록을 분석했다. 이들은 64%가 남성이었고, 연령은 61세(중간값)였다. 이후 17%는 사망했다.

해당 입원 환자들을 대상으로 개별 바이오마커 수치가 정상적인 기준치 범위와 비교해 어떠한 차이를 보였는지 평가하는 작업이 골자였다.

그 결과는 어땠을까. NfL과 GFAP 수치가 정상 범위를 벗어난 경우는 각각 53%, 42%로 조사됐다. 더욱이 해당 환자들에 31%는 NfL과 GFAP 수치 모두가 정상치 수준을 넘어선 것으로 나타났다.

이 밖에도 환자들은 신경학적 합병증으로 허혈 12%, 퇴행 10%, 출혈 4%, 발작 2% 등을 경험한 것으로 보고됐다.

연구팀은 "입원 시점에 신경학적 합병증 발생의 위험도를 분석한 결과 NfL은 2.9배, GFAP 1.6배, NfL 및 GFAP 복합지표에선 2.1배 수준으로 위험도가 증가했다"며 "NFL과 GFAP 지표는 신경학적 합병증을 감지하는 방안에 매우 유용하게 활용될 수 있을 것"이라고 밝혔다.

그러면서 "두 지표를 함께 결합해 사용하면 식별도가 더 향상될 수 있다"며 "NfL은 민감도가 높은 지표였으며, GFAP은 특이도가 높은 것으로 고려된다"고 설명했다.

Cooper 교수는 연구와 관련해 "진단 후 6개월과 18개월 시점에서 신경정신과 검사와 추가적인 바이오마커 분석, PET 및 MRI 스캔을 사용하는 환자 추적관찰 연구를 계속해서 진행 중"이라고 전했다.

전문가 패널논의에 참석한 전문가들은 "NfL은 특정 질병에만 국한되지 않고 알츠하이머병 및 다발성 경화증, 뇌진탕, 신체 부상에 이르기까지 다양한 원인으로 인한 신경 손상에 매우 특이적으로 반응한다"며 "진료현장에서 NfL 검사를 정기적으로 시행해 신경계 질환의 발생이나 진행 여부를 효율적으로 판단할 수 있을 것"으로 내다봤다. 

한편 NfL 지표를 추적하는 차세대 혈액진단법 시장에는 이미 여러 진단전문 기업들이 도전장을 내민 상황이다. 올해 4월 미국 보스턴 소재 맞춤형 바이오마커 진단키트 개발업체인 퀀테릭스(Quanterix)는 NfL을 측정하는 혈액진단법을 개발해 미국식품의약국(FDA)으로부터 혁신의료기 지정을 받았다. 

또한 지난 7월 세계 1위 진단 서비스기업인 랩코프(Labcorp)의 경우도 퇴행성 뇌신경질환 분야 혈액 진단검사법 론칭 작업에 본격 돌입했다.

랩코프는 공시를 통해 "영국 킹스칼리지런던 연구팀이 진행한 앞선 연구에서도 노령화가 진행되면서 NfL 단백질의 양이 증가하고, 비정상적으로 높은 혈중 농도가 유지될 경우 신경퇴행의 임상 징후가 관찰되는 것으로 보고됐다"며 "이러한 변화를 조기에 발견해 관리할 수 있을 것"이라고 자신했다.