요추 퇴행성 추간판 질환의 생물학적 치료와 임상 시험의 최근 동향

강태훈; 조민준; 이재협

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자료유형: 학술저널

저자정보: 강태훈 (서울대학교) 조민준 (서울대학교) 이재협 (서울대학교)

저널정보: 대한정형외과학회 대한정형외과학회지 대한정형외과학회지 제59권 제5호

발행연도: 2024.10

수록면: 335 - 341 (7page)

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퇴행성 추간판 질환(degenerative disc disease)에 대한 고식적 치료는 추간판의 해부학적 특성으로 인해 추간판을 재생하는 데에 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위하여 퇴행성 추간판 질환에 대한 생물학적 치료가 시도되고 있다. 유전 공학 기술의 발달 및 조직 공학과 같은 분야의 발전은 퇴행성 추간판에 대한 생물학적 치료제 개발을 가속화하고 있다. 퇴행성 추간판 질환의 생물학적 치료는 세포사멸을 억제하고 추간판 내 세포 수를 유지할 수 있는 데에 초점이 맞춰져 있으며, 현재까지의 생물학적 치료로는 유전자 치료, 세포 치료, 성장인자 치료 등이 주로 연구되고 있다. 유전자 치료는 세포사멸과 관련된 유전자를 억제하기 위하여 small interfering RiboNucleic Acid (siRNA)와 같이 RNA interference를 이용한 연구들이 진행 중이며 치료 표적을 탐색하고 있다. 세포 치료는 추간판 내부로 줄기세포 등을 직접적으로 주입하는 치료법으로써 가장 많은 주목을 받고 있다. 주로 중간엽 줄기세포(mesenchymal stromal/stem cell), 척삭세포 등이 이용되고 있고, 생산이 용이하고 염증 억제 효과가 있는 중간엽 줄기세포가 주로 사용되고 있다. 중간엽 줄기세포를 사용한 여러 임상 시험에서 요통의 완화와 같은 좋은 임상 결과를 보고하였으나 추간판 높이가 회복되지는 못하였다. 또한, 무작위 배정이 이루어지지 않은 결과로 해석에 주의를 요하며, 현재 중간엽 줄기세포를 이용한 이중 맹검 임상 시험이 진행 중이다. 또한 성장인자를 추간판 내부로 주입하여 수핵 내 동화작용을 촉진하려는 연구도 활발히 진행되고 있다. 성장인자 기반 치료 중 targeting transforming growth factor (TGF)-β를 표적으로 한 biglycan fragment가 추간판의 퇴행성 변화를 억제한다는 것을 전임상 실험에서 보고하였으며, growth/differentiation factor (GDF)-5를 이용한 임상 시험이 진행 중에 있다. 퇴행성 추간판 질환에 대한 생물학적 치료에 관련한 연구는 유전자 치료, 세포 기반 치료, 성장인자기반 치료의 세 가지 측면에서 다양하게 연구되고 있다. 중간엽 줄기세포를 이용한 세포 치료는 임상 시험에서 증상 호전이 보고 되었으나, 치료 효과의 증명을 위해서는 이중 맹검 임상 시험 결과와 같은 근거가 추가로 요구된다.

Conventional treatments for degenerative disc disease have limitations in regenerating the intervertebral disc because of its anatomical characteristics. Hence, researchers are investigating biological therapies for degenerative disc disease. The advances in genetic engineering and fields, such as tissue engineering, are accelerating the development of biological treatments for degenerative discs. Biological treatments for degenerative discs focus on inhibiting cell apoptosis and maintaining cell populations within the disc. Current biological therapies studied include gene therapy, cell therapy, and growth factor therapy. Gene therapy involves the use of RiboNucleic Acid (RNA) interference, such as small interfering RNA (siRNA), to inhibit genes related to cell apoptosis and to explore therapeutic targets. Cell therapy, which involves a direct injection of stem cells into the disc, has attracted considerable attention. Mesenchymal stem cells and notochordal cells are commonly used, with mesenchymal stromal/stem cells (MSCs) being preferred because of their ease of production and anti-inflammatory effects. Several clinical trials using MSCs have reported favorable clinical outcomes, such as alleviating lower back pain, but disc height was not restored. These results were not from randomized trials, and double-blind clinical trials using MSCs are currently underway. Research is ongoing to promote anabolic processes within the nucleus pulposus by injecting growth factors into the disc. Preclinical studies have shown that a biglycan fragment targeting transforming growth factor (TGF)-β can inhibit degenerative changes in the disc, and clinical trials using growth/differentiation factor (GDF)-5 are currently in progress. Research on biological treatments for degenerative discs is being conducted in three main areas: gene therapy, cell-based therapy, and growth factor-based therapy. Although cell therapy using MSCs has shown symptomatic improvement in clinical trials, a double-blind clinical trial is still needed to confirm the therapeutic effects.

#degenerative disc disease #disc regeneration #mesenchymal stem cell #gene therapy #growth factor #퇴행성 추간판 질환 #추간판 재생 #중간엽 줄기세포 #유전자 치료 #성장인자

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