1. 리 증후군(Leigh syndrome)의 소개
리 증후군(Leigh syndrome)이란 뇌, 척수, 시신경과 같은 중추신경계에 영향을 주는 질병으로 1951년 영국 런던의 마우슬리 병원(Maudsley Hospital) 의사인 리(Archibald Denis Leigh) 박사에 의하여 처음으로 알려진 유전질환입니다. 리 증후군(Leigh syndrome) 은 미토콘드리아(mitochondria)의 유전자 돌연변이에 의해 에너지 생산과정의 이상이 생겨 발생하며 영유아에게 영향을 미치는 희귀 유전성 신경퇴행성 장애입니다. 이는 정신 및 운동 능력의 점진적인 상실을 특징적으로 나타나며 아급성 괴사성 뇌척수염(Subacute necrotizing encephalomyelopathy)으로 생후 3~12개월경에 발병하는데 진단받은 환자의 75%는 호흡곤란, 심장 기능상실로 2세~3세에 조기 사망하게 됩니다. 리 증후군(Leigh syndrome)의 발병률은 약 4만 명 중에서 1명꼴로 발병된다고 알려져 있습니다. 이 블로그에서는 리 증후군(Leigh syndrome)의 원인과 증상 및 진단 방법 등을 소개합니다.
2. 발병 원인
리 증후근(Leigh syndrome)은 미토콘드리아 유전자(mitochondrial DNA, mtDNA)의 돌연변이에 의해 유전되는 대표적인 질환입니다. 미토콘드리아는 진핵생물에서 산소 호흡의 과정을 수행하는 세포소기관입니다. 미토콘드리아의 기본적인 기능이 포도당과 같은 유기물질에 저장된 에너지를 산화적 인산화 과정(oxidative phosphorylation)을 통하여 생명활동에 필요한 아데노신 삼인산 (adenosine triphosphate, ATP)의 형태로 변환하기 때문에 미토콘드리아는 세포의 발전소로 불립니다. 사람의 난자는 수십만 개의 미토콘드리아 유전체를 가지고 있으나 정자는 수백 개만 가지고 있으므로 미토콘드리아 유전자는 모계로 유전되는 양상을 따릅니다. 리 증후군(Leigh syndrome)은 75개 이상의 미토콘드리아 유전자 중에 돌연변이가 발생하는 것으로 보고되고 있습니다. 질병을 유발하는 유전자는 미토콘드리아에서 산소를 사용해 에너지를 만들어내는 산화적 인산화를 담당하는 생화학 반응에 관련되는 것으로 알려져 있습니다. 산화적 인산화는 4개의 복합체(Complex I, II, III, IV)와 아데노신 삼인산 합성효소(ATP synthase) 단백질에 의하여 수행되는데 리 증후군(Leigh syndrome)을 유발하는 돌연변이들은 복합체 구성 유전자 및 아데노신 삼인산 합성효소 구성 유전자에서 발생합니다. 돌연변이에 의하여 산화적 인산화가 정상적으로 일어나지 않게 되면 에너지 생산에 심각한 장애가 발생하고 세포가 죽게 됩니다. 특히 에너지 소모가 높은 기관인 뇌, 근육, 심장에서는 에너지 생산의 장애에 의하여 심각한 영향을 받게 됩니다.
3. 증상 및 진단
1) 증상
리 증후군(Leigh syndrome)은 진행성 신경변성 질환입니다. 처음에는 성장 장애와 구토로 발견되며 젖을 빠는 능력의 저하, 목 가누기등의 운동성 상실, 울음, 간질, 발작, 발달 장애 등이 복합적인 증상이 동반될 수 있습니다. 질병의 진행으로 근육의 힘이 약해지고, 근력의 손실, 유산증의 소견 등을 보이며 유산증은 호흡기와 신장 기능의 장애를 유발하며 또한 심장 기능의 장애가 나타날 수 있습니다. 시신경에 영향을 주어 시력 감퇴, 안근마비 등이 나타날 수 있으며 평균적으로 2~3세경 호흡곤란 또는 심장의 기능 상실로 인해 사망하게 됩니다.
2) 진단
리 증후군(Leigh syndrome)은 임상적 소견 및 검사를 통해 진단될 수 있습니다. 핵 자기 공명 이미징(MRI)과 컴퓨터 단층촬영(CT) 검사를 통하여 기저핵, 시상, 뇌간과 같은 뇌의 부위를 확인합니다. 혈액과 뇌척액의 젖산 농도를 측정하고 또한 혈액 내 피루브산 및 알라닌 아미노산을 검출합니다. 또한 미토콘드리아의 피르부산 탈수소화효소 복합체 및 시토크롬 C 효소의 수준을 측정할 수 있습니다. 미토콘드리아 유전자 검사를 시행하여 돌연변이를 분자 생물학적으로 진단합니다. 또한 심장 기능과 안과적인 검사를 수행합니다.
3) 치료
안타깝지만 현재 리 증후군(Leigh syndrome)을 치료할 수 있는 방법은 없습니다. 리 증후군(Leigh syndrome)의 증상을 치료하기 위해서는 질환의 진행되는 과정을 정기적으로 검진하여 관리하는 것이 최선입니다. 리 증후군(Leigh syndrome)을 위한 일반적인 치료는 티아민(thiamine) 투여입니다. 피루브산 탈수소화효소의 돌연변이로 기능이 저하된 환자에게는 저탄고지라고 불리는 저탄수화물 및 고지방 식이를 권장합니다.