인공와우 이식에서 잔존청력 보존을 위한 약물 발굴

Abstract

배경 및 목적: 인공와우 이식은 고도/심도 난청 환자에게 소리를 전기신호로 변환하여 청신경을 자극하는 기기를 달팽이관에 이식하는 수술이다. 하지만 수술로 인한 외상으로 와우내 세포 손상, 염증반응 및 섬유화로 인해 잔존청력을 소실하는 경우가 있으며, 이를 최소화하기 위하여 임상적으로 스테로이드를 투여하는데, 스테로이드의 전신투여의 경우, 여러가지 약제 부작용이 발생할 수 있다. 본 연구는 인공와우 이식에 의한 잔존청력 손실의 예방을 목적으로 스테로이드를 대체할 수 있는 약제로 사포그릴레이트와 시알릴락토스의 발굴을 통하여 이 약물의 잔존청력 보존 효과를 평가하는 데 있다.

대상 및 방법: 실험동물로 기니피그 (220~250 g)를 사용하였고, 약물은 사포그릴레이트와 시알릴락토스를 사용하였다. 실험동물들은 수술만 진행한 군 (Control), 수술 후 사포그릴레이트 100㎕을 1 개월 투여한 군 (SPG-1004), 200㎕을 1개월 투여한 군 (SPG-2004), 수술 후 시알릴락토스 100㎕을 1 개월 투여한 군 (SL-1004), 200㎕을 1 개월 투여한 군 (SL-2004)으로 총 5군으로 무작위로 나뉘어 졌다. 기니피그 왼쪽 귓바퀴의 후방부위 1.5㎝정도를 절개하여bulla를 노출하고 구멍을 낸다 (bullostomy). Round window 입구의 niche를 노출시키고, round window membrane을 절개한 후 실리콘 전극을 삽입하였다. 약물 투여는 목 배부 (dorsal area)의 피하를 절개하여 약제를 주입한 Alzet osmotic pump를 이식하고, pump에 연결한 catheter를 bullostomy 입구에 위치시켰다. Pump의 종류에 따라 약물의 투여 기간 및 총 투여량의 차이를 보이게 되는데 청성뇌간반응검사를 통하여 달팽이관에 실리콘 전극만 삽입한 대조군과 전극 삽입 후 pump를 통해 약물을 투여한 실험군을 대상으로 1 일, 1 주일, 그리고 1개월의 잔존청력 보존 효과를 평가하였다. 사포그릴레이트와 시알릴락토스를 투여함에 따라서 염증성 사이토카인과 산화 질소 합성 효소의 변화를 실시간 중합효소연쇄반응 (qRT-PCR)로 분석을 진행하고 Hematoxylin & Eosin염색을 이용하여 달팽이관내의 조직학적 변화를 비교 분석하였다

결과: 수술 후ABR 검사를 한 결과, 전극을 삽입하고 나서 1 일차일 때는, 8 kHz, 16 kHz 그리고 32 kHz에서 대조군과 사포그릴레이트와 시알릴락토스를 투여한 실험군의 청력역치 이동 값 (threshold shift)은 30 dB이상으로 비슷한 값을 보였으나 32 kHz에서 SL-2004의 청력역치 이동값이 25 dB로 유의하게 낮은 값을 알 수 있었다. 수술 후1주일차 8kHz에서 대조군은 30 dB이상으로 청력역치 이동값은 증가하였고, 나머지 주파수에서 실험군은 대조군보다 낮은 청력역치 이동값을 보였고 특히, SL-2004은 10 dB이하로 유의하게 낮은 값을 보였다. 수술 후 1 개월 때 전체 주파수에서 대조군에 비해 실험군은 유의하게 낮고, SL-2004군의 경우 대부분 정상 청력으로 회복되는 것을 알 수 있었다. 이 결과를 통해서 사포그릴레이트와 시알릴락토스를 투여한 그룹에서 잔존청력이 보존된다는 것을 확인할 수 있었다. 실시간 중합효소연쇄반응의 변화 분석으로 염증성 사이토카인과 산화 질소 합성 효소의 변화를 확인하였을 때 대조군보다 실험군에서 유의하게 낮은 gene expression level 값을 알 수 있었다. Hematoxylin 과 Eosin을 이용하여 조직 염색을 하여 기저부의 고실계 부분에서 염증세포 침윤과 섬유화 등의 변화가 전극만 삽입한 대조군보다 실험군에서 작았다.

결론: 인공와우 수술 시 round window를 통한 달팽이관 내로 사포그릴레이트와 시알릴락토스를 직접 투여하므로서 잔존청력의 보존과 조직적 변화의 감소를 유도할 수 있음을 확인하였다. 앞으로 인공와우 이식수술에 있어 잔존청력을 보호하는 효과적인 약물로 개발 및 활용될 수 있을 것으로 기대된다.