국제 연구진이 류머티스 관절염의 대표 증상인 만성적인 관절 통증의 원인을 인공지능(AI)을 통해 밝혀 냈다. 통증을 완화하기 위한 차세대 치료법을 개발하는 데 활용될 전망이다.
미국 웨일코넬대 의대와 록펠러대, 텍사스대, 영국 런던 퀸메리대 연구팀은 류머티스 관절염 환자들이 염증은 약한데 강한 통증을 느끼는 이유를 찾았다고 밝혔다.
전 세계 성인의 0.5~1%에서 나타나는 류머티스 관절염은 관절을 둘러싸는 활막에 염증이 생기는 만성 질환이다. 학계는 일반적으로 관절 염증이 통증을 일으킨다고 추측해 왔다. 관절을 감싸고 있는 연조직과 체액의 막인 활막에서 염증이 생겨 통증이 생긴다는 것이다. 하지만 일부 환자에서 관절 염증이 적은데도 만성 통증이 나타나 오랜 수수께끼로 남아있다.
연구진은 류머티스 관절염 환자의 통증이 염증과 비례하지 않는 이유를 찾기 위해 기계 학습(머신러닝)을 활용했다. 기계 학습은 인공지능(AI)의 한 분야로 데이터에서 패턴을 찾아 학습하는 방법을 말한다. 연구진은 ‘GbGMI’라 이름붙인 인공 신경망에 류머티스 관절염 환자의 통증·염증 양상과 유전체 데이터를 넣어 분석했다. 그 결과 통증과 관련 있는 815개의 유전자를 발견했다.
연구진은 유전자 분석을 거쳐 815개 통증 유전자가 관절을 감싸는 활막의 ‘섬유아세포’에 의해 발현된다는 것을 밝혔다. 섬유아세포는 조직의 골격을 만드는 세포인데 이 세포에서 발현된 유전자는 통증에 민감한 신경세포(뉴런)를 성장시켜 강한 통증을 일으켰다. 실제 염증 정도에 비해 통증을 크게 느끼는 환자의 활막에서도 통증을 감지하는 신경세포가 혈관을 따라 비정상적으로 자라있는 걸 볼 수 있었다.
류머티스 관절염 환자 상당수는 염증은 적지만 심한 통증을 겪는데 기존 치료법으로는 효과를 보지 못하고 있다. 연구진은 “이번 연구 결과로 류머티스 관절염의 만성 통증을 일으키는 주요 요인을 찾았다”며 “환자의 통증을 완화하는 차세대 치료법을 개발하는 데 활용될 수 있다”고 밝혔다.
연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스 중개의학’에 11일 공개됐다.
참고 자료
Science Translational Medicine(2024), DOI: https://doi.org/10.1126/scitranslmed.adk3506