Korean Journal of Biological Psychiatry

교신저자：이민수, 136-705 서울 성북구 안암동 5가 126-1
              전화) (02) 920-5354, 전송) (02) 923-3507, E-mail) leeminsu@unitel.co.kr

서     론

   정신분열병은 인간의 사고, 정동, 지각, 행동 등의 와해를 일으키는 질환으로서 증상뿐만 아니라 경과, 치료반응, 예후 면에서도 다양한 양상을 보인다. 정신분열병에 대한 일차적 치료는 약물치료이며, 최근에는 음성증상에 효과적이고, 부작용이 적은 비전형적 항정신병 약물이 사용되고 있다. 그러나 모든 정신분열병 환자가 약물에 반응하는 것은 아니며, 15~65% 정도의 환자는 전형적 약물에 불응한다고 보고되고 있다(Melzer와 Ranjan 1996). 약물에 반응도에 대한 개인적 차이가 존재하는 원인에 대해서는 아직 충분하게 밝혀지지는 않았으나, 한가지 가능성으로 신경전달물질의 수용체와 약물의 상호작용에 의한 것 때문으로 제안되고 있다(Arranz 등 1998a). 
   치료반응을 예측할 수 있는 지표가 있다면, 정신분열병 환자에 대한 치료에 있어 많은 시행착오를 줄이고 효과적인 치료를 하는 데 도움을 줄 것이다. 현재까지 거론된 약물 치료에 대한 반응을 예측할 수 있는 인자들로는 성별, 나이, 가족력과 같은 임상적 지표들과 뇌의 구조적 이상, 뇌파의 특징적 소견, 약물의 혈중농도, 혈장 HVA, 5-HIAA 농도 등의 생물학적 지표가 주목을 받아왔다. 그러나 불행하게도 현재까지 약물치료에 대한 반응의 개인적 차이에 대한 예측인자를 찾아내는데 괄목할 만한 성과는 없는 것이 사실이다. 환자증상에 대한 평가가 평가 당시의 상황에 따라 달라지고, 약물순응도나 개개인의 대사의 차이등으로 약물변수를 조절하기 힘들며, 약물반응이 생물학적이든 심리적이든 여러가지 차원에서 나타나므로 단순하게 해석할 수 없다는 점 등에서 약물반응의 예측인자를 찾아내는 것은 쉬운 작업이 아니라고 할 수 있다(Brown과 Herz 1989).
   약물반응의 예측인자에 대한 연구 중에서도 가장 주목을 받아온 것은 혈장 HVA와 5-HIAA 농도이다. 즉, 전형적 항정신병약물 치료와 혈장 HVA의 변화에 관한 연구들은 치료효과와 혈장 HVA 감소 사이의 상관관계를 보고하였다(Chang등 1990；Davidson등 1991). 더욱이, 혈장 HVA 농도와 양성증상 간에 상관관계가 있었다는 보고들(Picker등 1992)은 전형적 항정신병약물의 치료효과와 도파민 계의 변화와의 관련성을 시사하고 있다. 
   최근에는 분자 유전학적 방법을 도입하여, 항정신병 약물의 주요한 작용부위로 고려되고 있는 DRD2와 DRD4 수용체의 대립 유전자와 클로자핀의 치료반응의 연관성을 찾으려는 연구가 시도된 바 있다(Arranz 등 1998a；Peter 등 1994). 또한 이 연관으로 설명할 수 있는 부분은 제한적이지만, 세로토닌 수용체 유전자와 클로자핀의 반응사이에 연관이 있다는 보고(Arranz 등 1998b)가 있어 관심을 끌고 있다. 클로자핀은 전형적 항정신병 약물과 달리 도파민 D₁ 수용체에 강한 길항작용을 가지고 있으며, 추체외로 부작용이 현저히 적고 음성증상에 대한 효과를 나타낸다. 그래서, 항정신병 약물 반응의 예측인자로서 후보 유전자로서 본 연구에서는 도파민 D₁ 수용체에 주목하고자 한다.
   도파민 D₁ 수용체는 뇌에서 가장 많이 분포하는 수용체로서, 신경원의 성장과 분화를 조절하고 도파민 D₁ 수용체의 활성을 조정하는 중요한 수용체이다(Rao 등 1991). 1990년에 도파민 D₁ 수용체의 염기서열이 밝혀진 후, 도파민 D₁ 유전자의 다형성과 정신분열병과의 연관성에 대한 연구가 여럿 있었으나 대부분에서 그 관련성을 밝히지 못하였다(Coon 등 1993；Liu 등 1995；Dollfus 1996). 국내에서도 김정일 등(1997)이 연관없음을 보고한 바 있다. 그리고, 약물유전학(pharmacogenetics)적인 면에서도 도파민성 약물과 도파민 D₁ 수용체 사이의 관련성에 대해 정립된 것이 없는 관계로 상대적으로 관심이 적었던 것도 사실이다(Wong 등 2000). 그러나, 최근의 연구들은 D₁ 수용체가 전전두엽 피질(prefrontal cortex)에 가장 많이 분포되어 있고, 작업기억(working memory)의 조절과 관련이 있으며(Sawaguchi 등 1991), 양전자 방출 단층촬영(positron emission tomography)에서 전전두엽에서 DRD1의 감소가 음성증상 점수와 연관이 있으며, 위스콘신 카드검사(Wisconsin card sorting test)에서 낮은 수행을 보고하여 이들 부위들과 기능들이 정신분열병과 관련이 있음을 고려할 때(Okubo 등 1997a), 그 가능성을 배제하지는 못한다(Okubo 등 1997b). 
   이에 본 연구에서는 정신분열병 환자를 대상으로 전형적 항정신병 약물의 치료 반응과 도파민 D₁ 수용체의 다형성 간의 연관성을 조사하였다. 이러한 방식으로 치료반응의 예측인자를 발견하려는 시도가 여러가지 한계가 있음에도 불구하고, 아직까지 정신분열병에서 D₁ 수용체와 치료반응에 대한 연관성을 조사하려는 연구는 없었다는 점에서 본 연구는 의의가 있으리라 판단된다.

연구대상 및 방법

1. 연구대상
   1998년 4월부터 1999년 3월까지 용인 정신병원에 입원하고 있는 20세부터 65세 연령의 환자 중 정신장애 진단통계편람 제 4 판(DSM-IV)의 기준에 의해 정신분열병의 진단기준에 부합되는 환자를 대상으로 하였다. 한 가계에서 한 환자만 선택하였고, 구두 혹은 서면으로 연구에 동의한 환자를 대상으로 하였다. 또한 연구기간중 전형적 항정신병 약물(할로페리돌, 클로로프로마진, 멜라릴, 클로픽솔, 네모나프라이드)을 투여받고 있는 환자만을 대상으로 하였고, 전형적 항정신병 약물내에서는 연구기간중 투여약물의 종류와 용량에는 제한을 두지 않았다, 
   정신분열병 이외의 다른 합병된 정신질환이 있는 경우, 비전형적 약물을 투여받고 있는 경우, 정신지체, 알코올 중독 및 약물남용의 정신과적 과거력이 있는 경우, 선천적 기형이나 신경학적 질환이 있는 경우의 환자는 연구대상에서 제외하였다. 연구시작시에는 202명의 환자가 등록되었으나 채혈거부 등을 사유로 한 동의철회가 45명, 추적관찰 중단에 따른 중도탈락 23명이 탈락하여 연구 종료 시 최종분석에 포함된 환자는 134명이었다. 

2. 연구방법

1) 유전자형 분석

(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°C에서 2시간 동안 반응시키고 saturated NaCl 135μl를 넣고 상온에서 15분간 방치한다. 13000rpm에서 1분간 원심분리한 후 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
   도파민 D₁ 수용체 유전자에서 5'untranslation region의 -48 A→G 다형성을 보이는 부위에 대해 Forward 5-ACTGACCCCTATTCCCTGCT-3 Reverse 5-AGCACAGACCAGCGTGTTC-3 primer(Sven et al 1994)를 사용하여 중합효소연쇄반응을 시행하였다. 
   반응은 Template DNA 200ng, 각각의 primer 20 pmol, 각각의 dNTP 200μM, Taq polymerase 3U(Takara, Japan)을 이용하여 총 반응 용량 25μl에서 94°C에서 10분간 1주기를 수행한 후 94°C에서 30초, 60°C에서 30초, 72°C에서 30초간 각각 35주기를 수행하였고, 마지막으로 72°C에서 10분간 1주기를 수행하였다.

(3) 증폭된 생성물의 분석
   B1절편과 B2절편을 구별하기 위해 PCR 생성물을 DdeI 제한효소로 절단하고 2% 한천 겔에서 전기영동한 후 ethidium bromide 용액으로 염색하여 자외선 투사기(ultraviolet transilluminator)에서 관찰하고 polaroid 카메라(polaroid, film 667)로 촬영하였다.

2) 임상증상의 평가
   임상증상의 평가는 기준선부터 48주까지 12주 간격으로 각각 Positive and Negative Syndrome Scale(이하 PANSS)(Kay 등 1987)를 시행하였다. 연구종결시 기준선의 PANSS 점수 보다 20%이상 호전된 군을 치료반응군으로 정하고 비반응군 간에 있어서 각각의 유전자 형(B1B1, B1B2, B2B2)들의 빈도를 비교하였다. 연구 시작 전에 본 평가에 참여하는 평가자들은 평가자간 신뢰도를 높이기 위해 평가척도에 대한 workshop을 통해 video tape를 통하여 평가자간 일치도가 0.8 이상인 상태로 안정될 때까지 연습을 하였다. 

3. 통계분석
   치료반응군과 비반응군 간의 각각의 유전자 형(B1B1, B1B2, B2B2)들의 빈도를 비교하기 위하여 chi-square 검증법을 사용하였다. 또한, 대립유전자의 빈도는 동일한 방법으로 분석하였다. 그리고 유전자형에 따른 PANSS 총점의 48주간의 변화는 repeated measure ANOVA 를 통하여 분석하였다. 통계프로그램은 SPSS/PC+ version 10.0을 사용하였고, 유의수준은 0.05 이하로 하였다.

결     과

1. 인구사회학적 특성
   본 연구에 참여한 환자는 총 134명(남자 77명, 여자 57명)이였으며, 치료반응군은 48명(남자 28명, 여자 20명) 비반응군은 86명(남자 49명, 여자 37명)이었다. 치료반응군과 비반응군의 평균연령은 각 38.1±6.69세, 39.85±7.15세였고, 발병연령은 각 22.36±7.91세, 23.75±6.43세였다. 평균 연령과 남녀비, 발병 연령, 아형에 따른 분류, 가족력의 유무 그리고 이전 입원 횟수에서 두 군간에 유의한 차이는 없었다. 약물용량은 연구기간 동안 치료 효과와 부작용에 의해 조절되었고 투여된 항정신병약물의 평균 용량은(클로로프로마진의 역가로 치환한 용량기준시) 각각 1065±694mg, 1128±781mg으로 비반응군에서 높았으나 유의한 차이는 없었다(표 1). 

2. 도파민 D₁ 수용체의 유전자형에 따른 분포
   B1B1형은 4명으로 3.0%, B1B2형은 28명으로 20.9%, B2B2형은 102명으로 76.1%를 차지했다. 대립유전자 B1과 B2의 발현율은 각각 23.9%, 97.0%이었다(표 2). 

3. 도파민 D₁ 수용체의 유전자형과 치료반응과의 관계
   48주간 항정신병약물로 치료하면서 12주간격으로 측정한 PANSS 점수를 기초로 각 유전자형간의 치료반응을 비교하였다. 반응군과 비반응군을 비교했을 때 두 군간에 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p=0.393, 표 3). 48주간 12주간격으로 평가한 PANSS 점수변화를 유전자형에 따라 나누어 보았을 때 역시 유의미한 차이는 없었다.(p=0.943, 표 4).

고     찰

   본 연구는 도파민 D₁ 수용체 유전자 다형성이 정신분열병의 병인과 관련이 있고 임상반응에 영향을 줄 것이라는 가정 하에, 도파민 D₁ 수용체의 대립유전자에 따른 임상증상의 호전유무를 보고하고자 하였으나 의미 있는 결과를 찾을 수 없었다. 이는 도파민 D₁ 수용체에 관해서는 선행연구가 없어 이전의 연구와 비교할 수는 없었으나, Arranz 등(1998a)이 도파민 D2, D4 수용체와 클로자핀의 치료반응과의 연관성을 비교한 연구와는 일치하는 결과이다. 
   정신분열병의 병태생리에 대한 D₁ 수용체의 역할은 아직 명확치 않다. 정신분열병 환자에 대한 사후 연구에서 DRD1은 증가하고 DRD₂는 감소한다는 보고(Hess 등 1987)가 있었으나, 변화를 발견하지 못하였다는 보고(Knable 등 1996)도 있다. PET를 이용한 in vivo 연구에서 D₁ 수용체의 감소가 처음 보고되었고(Karlsson 등 1993) Okubo 등(1997a)은 전두엽에서의 D₁ 수용체의 감소가 음성증상과 위스콘신 카드검사에서 느린 수행을 보인다고 보고하였다. 반면, Suhara 등(1992)이 양극성장애에서도 전두엽에서 D₁ 수용체의 감소를 보고하였고 Ginovart 등(1997)이 헌팅턴씨 병에서도 같은 현상을 보고하여 D₁ 수용체의 감소가 반드시 정신분열병에 특이한 지는 의문이다. Javitch와 Kaufmann(1991)은 도파민 D₁ 수용체가 유전적 병인에 관계하기보다는 증상의 표현에 관계하리라고 가정하였으며 이러한 상이한 결과는 뇌의 복잡한 기능이 한 수용체에 의한 것이라기보다는 여러가지 수용체의 상호작용에 의해 조절되기 때문인 것으로 추측할 수 있다. 따라서 본 연구에서 도파민 D₁ 수용체 다형성과 치료반응 사이에 유의미한 결과는 없었으나 이들간에 연관성이 없다고 단정지을 수는 없으며, 도파민 이하 여러 수용체와의 상호작용의 기전이 추후 밝혀져야 가능할 것이다. 
   정신분열병의 원인이 다양하고 이질적이며 치료에 영향을 미치는 요인이 다양한 면을 고려할 때, 치료결과를 예측하는 지표를 발견하는 것은 어려운 과정일 것이다. 본 연구에서는 비교적 장기간인 48주간의 임상적 변화를 관찰하여 예측인자를 발견해보려 하였으며, 도파민 D₁ 수용체에 관해서는 선행연구가 없다는 점에서 의의를 가질 수 있을 것이다. 그러나 본 연구의 한계점은 첫째, 대상군이 한 지역의 정신과 병원에 비교적 장기간 입원중인 환자로서 치료불응성 환자의 비율이 상대적으로 높아 전체 정신분열병 환자로 일반화하기 어렵다는 점이며, 둘째 대상군의 치료기간, 복용약물, 입원중 치료방법 등에 많은 차이가 존재한다는 점이다. 48주간의 연구기간중 가족의 지지정도, 정신사회 재활치료 등 여러가지 통제하기 어려운 변수들이 치료반응에 영향을 미쳤으리라고 판단된다. 셋째, 연구에 포함된 환자는 만성정신분열병 환자들로 이미 연구시작 전에 항정신병 약물을 투여중으로 항정신병 약물 투여전후의 변화를 비교할 수 없었던 점이다. 네째, 비교적 장기간의 연구로 인한 추적조사의 어려움이 대상군의 편위를 가져올 가능성을 배제할 수 없는 점이다. 따라서 좀 더 대표성있는 집단으로 클로자핀과 같은 단일한 약물로 이 연구결과를 확인하는 작업들이 뒤따라야 할 것이다.
   결론적으로 우리는 치료중인 만성정신분열병 환자의 48주간의 치료반응을 평가하였고 대상군을 반응군, 비반응군으로 나누고 이를 비교하여 도파민 D₁ 수용체 대립유전자군과의 연관성을 밝혀 이러한 것들이 치료반응의 예측자의 역할을 할 수 있는 가를 알아보고자 하였다. 본 연구에서는 의미 있는 결과를 얻지 못하였으나 후속연구를 요한다고 할 수 있다.