Korean Journal of Biological Psychiatry

서론
약물의 대사에 중요한 cytochrom P-450 효소 중 하나인 CYP2D6는 항정신병약물을 포함한 다양한 약물을 가수분해하며 약물은 이 효소에 대해 기질(substrate)로써 작용할 수도 있으며, 억제제 또는 유도제로 작용하여 이 효소의 활성을 감소 또는 증가 시킬 수 있다(이민수 1999；Schatzberg와 Nemeroff 1998).
CYP2D6 효소는 다형성을 형성하고 있어 사람마다 동일한 양의 CYP2D6 효소를 가지고 있지는 않다. 예를 들면, 20명의 백인 중 한 명 꼴로 CYP2D6 효소가 부족하며 이들을 slow metabolizer로 분류하고 있다(Richelson 1998). Slow metabolizer로 분류되는 개인은 혈장내 약물의 농도가 증가될 수 있어 부작용이나 독성의 위험성이 있다. CYP2D6 유전자의 돌연변이에서 신경이완제 악성 증후군의 발생이 보고되기도 하였으며(Iwahashi 1994), CYP2D6 유전자의 이상이 지연성 운동장애의 발생과 관계 있다는 보고도 있다(Andreason 등 1997；Armstrong 등 1997). 항정신병약물은 CYP2D6 효소의 대사 과정에따라 약물에 대한 부작용이 다르게 나타날 수 있다. 이와 같이 약물대사 효소의 활성에 영향을 주는 유전적인 특성이 개인간의 다양성을 결정하는 중요한 약동학적 요인이 될 수 있다. 따라서 CYP2D6 유전자형을 알고 있는 경우 저용량의 항정신병약물의 투여를 통해 항정신병과 관련된 부작용을 줄일 수 있다.
본 연구에서는 항정신병약물 투여후 나타나는 추체외로 부작용과 CYP2D6 유전자형과의 관련성을 알아보고자 하였다.
대상 및 방법
1. 연구대상
DSM-IV 진단기준에 따라 정신분열병으로 진단한 환자 중에서 약물남용 또는 주정중독의 과거력이 없으며, 신체 질환이나 신경학적 질환을 가지고 있지 않은 환자 194명을 대상으로 하였다. 항정신병약물의 부작용은Extrapyramidal Symptom Rating Scale(ESRS)을 사용하여 분류하였다(Chouinard 1995).
2. 연구방법
1) Genomic DNA의 정제
말초 혈액 1.5ml를 13,000rpm에서 1분간 원심분리하여 혈청을 제거하고, 남은 pellet에 ACE shocking solution(NH4Cl 8g, Na2EDTAH2O 1g, KH2PO4 0.1g을 증류수 1l에 녹인 용액)을 500μl을 넣고 서서히 3분간 흔들어 적혈구를 제거한다. 상기 과정을 2회 반복한다.
상층막을 깨끗이 제거한 후 남은 pellet에 400μl의 nucleic lysis Buffer[Tris(pH 8.0) 10mM, NaCl 400mM, EDTA 2mM]를 넣고 pellet을 잘 섞어준다. 여기에 10% SDS 27μl와 proteinase K 10μl를 첨가하고 56℃에서 2시간 동안 반응시키고 saturated NaCl 135μl를 넣고 상온에서 15분간 방치한다. 13000rpm에서 1분간 원심분리한후 상층액을 새 관에 옮긴 후 2배 부피의 에탄올에 넣고 침전된 DNA를 회수하여 새 관에 옮긴다. 이 DNA를 70% 에탄올로 세척한 후 건조시키고, 증류수 100μl에 녹인다.
2) 중합효소연쇄반응(Polymerase Chain Reaction：PCR)을 이용한 유전자형의 판별
Cytochrome P450 CYP2D6 gene의 506위치에 있는 G→A transition부위에 대해 중합효소연쇄반응을 수행하였다(Gough 등 1990).
CYP2D6 유전자를 분석하기에 사용된 시발체 염기 배열 순서는 다음과 같다. 5`-GCC TCC GCC AAC CAC TCC G-3`
5`-AAA TCC TGC TCT TCC GAG GC-3`
PCR은 50μl의 반응용량으로 수행하였고 반응조건은 다음과 같다.
Taq pol buffer 50mM KCl/10mM TrisCl(pH 8.3)
MgCl2 1.5mM
each Primer each 20pmol/50μl
dNTP 200μM
Taq polymerase 3U
Template DNA 200ng
---------------------------------------------------------------------
50μl
반응온도와 시간은 94℃에서 5분 수행한 후, 94℃에서 30초 60℃에서 30초, 72℃에서 30초간 각각 35주기를 수행하였다.
3) 증폭된 생성물의 분석
Cytochrome P450 CYP2D6 locus에 위치한 G→A transition을 분석하기위해 PCR 생성물(334bp)을 BstNI 제한효소로 절단한다. 이를 구별하기 위하여 5% .polyacrylamide gel에서 전기영동한 후 ethidium bromide 용액으로 염색하여 자외선 투과기(ultraviolet transilluminator)에서 관찰하고 polaroid 카메라(polaroid, film 667)로 촬영한다.
4) Determination of PCR product
Size of product：334bp
Cutting with MspI：Allele 1~334bp
Allele 2~229bp 105bp
3. 통계학적 분석
통계학적 분석은 spss 7.0을 사용하였으며 성별간 차이 유무는 χ2검증을 이용하였다. 통계적 유의성은 p<.05 이내로 하였다.
결과
전체 대상군의 평균 연령은 39.0±7.8세였고, 이중 남성은 107명, 여성은 87명이었다. 전체 대상군중 파킨슨 증후군은 47명(24%), 좌불안석증은 33명(17%), 지연성 운동장애는 21명(11%)에서 나타났다(표1).
이들 대상군에서 혈액을 채취하여 Genomic DNA를 PCR로 증폭한 후 MspI 제한효소로 절단하였을 때 334bp band를 보인 경우는 a1a1으로, 229bp band와 105bp band를 보인 경우는 a2a2로, 그리고 3개의 band 모두를 보인 경우는 a1a2로 판정하였다.
대상군에서 a2a2으로 판정한 HOM H(homozygote wild type)은 193명, a1a2로 판정한 HEM HET(heterozygote)는 1명이었다. 그러나 a1a1로 판정될 수 있는 HOM PM(homozygote mutants)는 관찰되지 않아 poor metabolizer를 확인하지 못하였다(그림1). HEM HET(heterozygote)로 분류된 1명은 ESRS상 지연성 운동장애를 나타내었다.
토의
CYP2D6는 주요 항정신병약물의 대사작용에 가장 중요한 역할을 하는 효소로서 이 효소의 활성에 결함이 있는 경우 부작용이 심하게 나타날 수 있다. 지금까지 CYP2D6 유전자의 다양한 돌연변이가 밝혀졌으며 이런 돌연변이로 인한 poor metabolizer는 상염색체 열성으로 유전된다고 알려져 있다. 최근 유전자의 관계에 대한 연구는 파킨슨병과 근위축성 축색경화증과 같은 신경 질환에 있어 CYP2D6 유전자의 돌연변이 B 대립유전자의 빈도 증가가 보고되었다(Kurth와 Kurth 1993). 이것은 저하된 CYP2D6 효소 활성이 세포 독성의 결과로 병을 일으키거나 CYP2D6 위치가 결합 불균형을 나타낼 수 있음을 의미한다. 따라서 신경세포 독성이 원인으로 추정될 수 있는 지연성 운동장애와 정신분열병의 원인으로서 CYP2D6 다형성에 대한 연구는 의의가 있다. 일부 연구들에서는 poor metabolizer에서 추체외로 부작용의 발생을 보고하고 있으나(Andreason 등 1997；Armstrong 등 1997；Iwahashi 1994), 다른 연구들에서는 반대되는 결과를 보고하고 있어(Kawanishi 등 1997；Ueno 등 1996) CYP2D6와 항정신병약물의 부작용 사이의 관련성은 아직 명확하지 않다.
최근 CYP2D6가 뇌에서 검출되었고 기능적으로 dopamine transporter와 비슷한 역할을 하는 것으로 알려져 CYP2D6 효소 활성이 정신분열병에 영향을 미치는것으로 기대되었다. 그러나 Andreassen 등(1997)은 CYP2D6 다형성이 정신분열병을 일으키는 주요 요인이 아니며, 정신분열병의 발생이 인종간 차이를 보이지 않는데 비해 CYP2D6 다형성은 인종간 차이를 나타내므로 CYP2D6 다형성이 정신분열병의 발생에 관여하는 요인으로 볼 수는 없다. 인종간의 poor metabolizer의 비율을 보면, 백인에서는 3~10%, 아시아인과 흑인에서는 0~2%로 인종간 차이를 나타내고 있다(Kroemer와 Eichlbaum 1995；Masimirembwa 등 1993). 본 연구에서도 한국인 정신분열병 환자에서 poor metabolizer를 확인하지 못하여 동양인에서 poor metabolizer의 비율이 매우 낮다는 이전의 보고와 일치하고 있다. 한편 폐암 환자를 대상으로 한 국내 연구(전진호 등 1998)에서도 poor metabolizer가 한국인에서도 매우 낮은 비율로 보고하고 있다.
요약하면 본 연구에 시행한 CYP2D6 다형성의 분포에서 대부분의 환자들이 extensive metabolizer이었다는 점은 CYP2D6 효소와 약물 대사와 관련성에 대한 향후 연구의 기초자료가 될 수 있을 것이다.