시험관 내 및 수막뇌염에 감염된 마우스 모델을 통한 병원성 파울러자유아메바에 대한 약제들의 효과

Abstract

파울러자유아메바 (Naegleria fowleri)는 인체 및 실험동물에서 원발성 아메바성 수막뇌염 (PAME; primary amoebic meningoencephalitis)을 유발한다. 특히, 원발성 아메바성 수막뇌염은 진행 정도가 매우 빠르고 진단하기가 어려우며 아직까지 적절한 치료제가 없기 때문에 환자들의 사망률은 95% 이상이다. 현재 치료제로 쓰이는 물질의 대부분이 제한된 효과를 보이고, 약제의 부작용에 대한 문제 때문에 파울러자유아메바에 감염된 환자에게 사용할 효과적인 약제를 검정하고자 하였다. 본 실험에서는 항박테리아제로는 클라리스로마이신, 에리스로마이신, 하이그로마이신B, 네오마이신, 로키타마이신, 록시스로마이신, 제오신의 7가지 약제를 선택하였고, 항진균제로는 암포테리신B, 항원충제로는 밀테포신, 항뇌질환제로는 클로로프로마진을 선택하여 검정하였다. 각각의 약제들에 대한 파울러자유아메바의 시험관 내 성장곡선과 세포독성을 알아보기 위해, 약제들의 처리 농도를 달리하여 각각 2일, 4일, 6일에 관찰하였고, 이 실험 결과를 기초로 효과를 검증한 약제만을 선별하여 실험적으로 수막뇌염을 유발시킨 BALB/c 마우스에서의 치료 효과를 관찰하였다. 시험관 내 실험 결과, 파울러자유아메바의 성장이 항박테리아제로는 하이그로마이신B, 로키타마이신, 록시스로마이신을 처리했을 때, 항진균제인 암포테리신B, 항원충제인 밀테포신, 그리고 항정신병제인 클로로프로마진을 처리하였을 경우에 효과적으로 저해되었다. 특히 로키타마이신과 암포테리신B를 처리하였을 때의 최소억제농도 (MIC)는 각각 2일째에 6.25 μg/ml 과 0.39 μg/ml를 나타냈다. 또한 약제에 의한 아메바의 세포독성 역시 아메바의 성장을 억제시켰던 약제들에서 효과를 나타내었다. 로키타마이신과 암포테리신B 에서는 6일째에 100%의 세포독성을 나타내었다. BALB/c 마우스를 이용한 생체 내 실험결과, 하이그로마이신B는 실험적으로 수막뇌염을 일으킨 마우스의 생존기간을 약 2배 정도 연장시킬 수 있었으나, 마우스를 지속적으로 생존시킬 수 없었다. 반면, 록시스로마이신, 암포테리신B, 밀테포신, 클로로프로마진, 로키타마이신 등의 약제를 투여하였을 때는 각각 25%, 40%, 55%, 75% 그리고 80%의 생존율을 나타내었다. 또한 실험기간 동안 죽은 마우스의 평균사망시간을 측정한 결과, 약제를 처리하지 않은 대조군 에서는 11.2일이었으나, 약제를 투여한 마우스에서는 최고 19.3일까지 평균사망시간이 증가함을 알 수 있었다. 반면, 기존의 파울러자유아메바의 치료제로 쓰이고 있던 암포테리신B를 사용한 결과, 생존율은 40%였고, 평균사망시간은 17.3일이었다. 마우스 실험 결과, 6가지 약제 모두에서 약제의 농도와 투여 횟수가 생존율을 높이는 큰 요소로 작용했으며, 20 mg/kg의 농도로 3일, 7일 그리고 11일에 각각 3회 투여했을 때의 생존율이 가장 높았다. 본 실험을 통해, 파울러자유아메바에 감염된 환자의 치료에 있어서 사용 가능성이 있는 효과적인 약제를 검정할 수 있었다. 특히, 로키타마이신과 클로로프로마진의 경우, 시험관 내 세포독성 실험 및 마우스를 이용한 동물 실험에서 기존의 파울러자유아메바의 치료에 사용되고 있는 약제인 암포테리신B와 비교했을 때 높은 치료효과를 보였다.