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문제 정의
- 본 연구는 534명의 2000년도 대학 신입생을 일정기간별로 추적 조사하는 장기적인 종적 연구로써 우울증, 알코올 중독과 같은 정신 질환에 대한 추적을 통해 이들의 유전적, 심리사회적 요인을 확인하여 질병의 원인론에 대한 이해를 도모하고 치료 및 예방적 지침을 마련하기 위한 계획의 일부이다. 현재 연구 대상은 20대 중반으로 사회 진출이나 독립성의 문제에 직면하는 환경적 특성을 가지고 있다.
- 본 연구에서는 세로토닌 체계와 연관된 유전적 요인과 생활사건과 같은 환경적 요인이 초기 성인기 우울 장애 발현에 미치는 영향을 조사함으로써 우울 장애의 원인론에 있어 유전자×환경 상호작용을 설명할 수 있는 자료를 제시하고자 하였다.
- 본 연구에서는 이들에 대하여 우울증 선별 검사와 선별된 집단에 대한 구조화된 면담을 통하여 우울장애를 확인하고 이상의 결과를 바탕으로 우울증 발현에 영향을 미치는 유전적 요인(TPH1, TPH2, HTR2A)과 환경적 요인(생활사건)을 확인하여 초기 성인기의 우울증 발현에 영향을 미치는 유전적, 환경적 요인과 이 요인간의 상호 작용을 밝히고자 하였다.
제안 방법
- 534명의 대학 신입생을 종적으로 추적 조사하여 생활사건 빈도와 중요도, 우울 척도와 불안 척도를 조사하였으며 전화 면담을 통해 DSM-IV 우울 장애 여부를 확인하였다. 최종적으로 150명이 연구에 포함되었으며 이전 연구로 확인된 TPH1 유전형과 함께 보관되어 있던 대상군의 DNA를 이용하여 SNaPshotTM 방식으로 TPH2, 5HTR2A 유전자를 추가 분석하였다.
- DNA를 주형으로 유전자의 정해진 시발체를 이용하여 적정 온도 조건(96℃에서 10초, 50℃에서 5초, 60℃에서 30초)으로 설정된 PCR 기계(ABI 9700, ABI, USA)에서 25회 이상 증폭시킨 후, primer와 dNTP를 제거한 뒤, 6개의 단일염기다형성 부분에 해당하는 extension primer를 넣고, SNaPshotTM multiplex kit(ABI, USA)로 반응시킨 후 ABI 3100 automatic sequencer와 GeneScan Analysis 3.1 software(ABI, USA)를 이용하여 분석하였다. 6가지 검색 유전자 중 본 연구에서 이용된 유전자는 TPH2, ARG441HIS와 HTR2A, -1438G/A, 두 가지이며 PCR 시발체 배열은 표 1과 같다.
- TPH1(OMIM number *191060)은 이전 연구17)에서 시행했던 결과를 적용하였다. 추가 실험 부분은 이전 연구 시 채취되어 동의를 얻어 냉동 보관하고 있는 대상자의 DNA를 이용하여 다음과 같은 방법으로 실험을 진행하였다.
- 변이 대립 유전형인 TPH1 유전자 중의 ‘C’ 대립 유전자와 HTR2A 유전자 중 ‘G’ 대립 유전자의 존재 유무를 1과 0으로 할당하여 분석하였다.
- 설문 조사 결과 선별 검사인 베크 불안 척도(Beck anxiety inventory, BAI),18) 베크 우울 척도(Beck depression inventory, BDI)19)에서 정신병리가 의심되는 대상(각각 10점 이상)은 The Structured Clinical Interview for DSM-IV(SCID)20)를 전화 면담을 통해 시행하여 진단을 확인하였다. 여기에서 주요 우울 삽화, 기분 부전 장애로 진단된 집단을 우울 집단으로 결정하였다.
- 를 전화 면담을 통해 시행하여 진단을 확인하였다. 여기에서 주요 우울 삽화, 기분 부전 장애로 진단된 집단을 우울 집단으로 결정하였다.
- 우울 장애, 불안 장애의 선별을 위하여 BAI와 BDI를 시행하였다. 생활 사건에 대한 평가는 Chon과 Kim21) 이 개발한 대학생용 생활 스트레스 척도 중 대인관계 스트레스를 주로 다루기 위해 Shin 이 일부 발췌하여 수정 보완한 것22)을 사용하였다.
- 추가 연구에 대한 동의를 획득하였는데, 재학생의 경우 학과 사무실의 협조를 얻어 연구 목적을 소개하고 설문 조사지를 작성하였다. 졸업생의 경우에는 학과 사무실과 동문회 보유 자료를 토대로 주소를 확인하여 우편 조사를 시행하였다.
- 534명의 대학 신입생을 종적으로 추적 조사하여 생활사건 빈도와 중요도, 우울 척도와 불안 척도를 조사하였으며 전화 면담을 통해 DSM-IV 우울 장애 여부를 확인하였다. 최종적으로 150명이 연구에 포함되었으며 이전 연구로 확인된 TPH1 유전형과 함께 보관되어 있던 대상군의 DNA를 이용하여 SNaPshotTM 방식으로 TPH2, 5HTR2A 유전자를 추가 분석하였다. 유전자 정보와 생활사건 특성이 우울 증상에 미치는 영향을 확인하기 위해 로지스틱 회귀 분석과 상관 분석, 카이 자승 분석을 사용하였다.
- 에서 시행했던 결과를 적용하였다. 추가 실험 부분은 이전 연구 시 채취되어 동의를 얻어 냉동 보관하고 있는 대상자의 DNA를 이용하여 다음과 같은 방법으로 실험을 진행하였다.
- 본 연구 절차는 충북대학교 의과대학 생명윤리심의위원회의 승인을 받았다. 추가 연구에 대한 동의를 획득하였는데, 재학생의 경우 학과 사무실의 협조를 얻어 연구 목적을 소개하고 설문 조사지를 작성하였다. 졸업생의 경우에는 학과 사무실과 동문회 보유 자료를 토대로 주소를 확인하여 우편 조사를 시행하였다.
대상 데이터
- 1차 연구를 완료했던 2000년도 충북대학교 신입생 534명을 대상으로 하였다. 남자 302명, 여자 232명으로 2006년 3월 연구 시작 시점에서 재학생 293명(남자 250명, 여자 43명), 졸업생 241명(남자 52명, 여자 189명)이었다.
- 1 software(ABI, USA)를 이용하여 분석하였다. 6가지 검색 유전자 중 본 연구에서 이용된 유전자는 TPH2, ARG441HIS와 HTR2A, -1438G/A, 두 가지이며 PCR 시발체 배열은 표 1과 같다. extension primer sequence는 TPH2는 5’-aaagattgaagtatactgagaaggga-3’(reverse), HTR2A는 5’-tggctttggatggaagtgcc-3’(forward) 이다.
- 1차 연구를 완료했던 2000년도 충북대학교 신입생 534명을 대상으로 하였다. 남자 302명, 여자 232명으로 2006년 3월 연구 시작 시점에서 재학생 293명(남자 250명, 여자 43명), 졸업생 241명(남자 52명, 여자 189명)이었다.
- 본 연구의 대상 유전자는 Online Mendelian Inheritance in Man(OMIMTM) 웹사이트(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=omim)에서 우울 장애에 대한 세로토닌 관련 유전자 단일염기다형성을 검색하여 선정하였으며 이하 유전형의 명명법은 OMIM 웹사이트의 표현을 따랐다.
- 최종적으로 150명의 대상자가 설문에 응답하여 분석에 포함되었다. 이들의 평균 나이는 25.
- 본 연구는 534명의 2000년도 대학 신입생을 일정기간별로 추적 조사하는 장기적인 종적 연구로써 우울증, 알코올 중독과 같은 정신 질환에 대한 추적을 통해 이들의 유전적, 심리사회적 요인을 확인하여 질병의 원인론에 대한 이해를 도모하고 치료 및 예방적 지침을 마련하기 위한 계획의 일부이다. 현재 연구 대상은 20대 중반으로 사회 진출이나 독립성의 문제에 직면하는 환경적 특성을 가지고 있다. 초기 성인기에 우울증 발생이 증가함을 감안할 때, 이 시기의 정상 인구 집단의 우울증 발현 양상과 경과를 살펴볼 수 있는 기회가 되었다.
데이터처리
- 우울 집단과 비우울 집단에 따른 유전자 변이형, 인구통계적 특성, 생활사건 및 정신병리 특성을 기초 자료로 정리하였고 이를 chi-square 검정과 Mann-Whitney U 검정을 이용하여 비교하였다.
- 우울 집단을 예측할 수 있는 위험 요인을 결정하기 위해 로지스틱 회귀 분석을 이용하였다. 변이 대립 유전형인 TPH1 유전자 중의 ‘C’ 대립 유전자와 HTR2A 유전자 중 ‘G’ 대립 유전자의 존재 유무를 1과 0으로 할당하여 분석하였다.
- 우울증상에 영향을 미칠 수 있는 성별, 결혼 상태, 직업 유무, 신분, 군병력, 동아리 가입 여부, 종교, 생활사건 빈도와 심각도, TPH1과 5HTR2A 유전형을 공변량으로, 우울 집단 여부를 종속변수로 설정한 로지스틱 회귀 분석을 시행하였다. 모형은 통계적으로 유의하였고 (χ2=51.
- 변이 대립 유전형인 TPH1 유전자 중의 ‘C’ 대립 유전자와 HTR2A 유전자 중 ‘G’ 대립 유전자의 존재 유무를 1과 0으로 할당하여 분석하였다. 유의하게 판명되는 유전 요인에 따른 우울 증상과 환경 요인에 대한 연관성을 확인하기 위해 Spearman 상관 분석과 chi-square 검정을 시행하였다. 통계 분석은 SPSS 12.
- 최종적으로 150명이 연구에 포함되었으며 이전 연구로 확인된 TPH1 유전형과 함께 보관되어 있던 대상군의 DNA를 이용하여 SNaPshotTM 방식으로 TPH2, 5HTR2A 유전자를 추가 분석하였다. 유전자 정보와 생활사건 특성이 우울 증상에 미치는 영향을 확인하기 위해 로지스틱 회귀 분석과 상관 분석, 카이 자승 분석을 사용하였다.
이론/모형
- 우울 장애, 불안 장애의 선별을 위하여 BAI와 BDI를 시행하였다. 생활 사건에 대한 평가는 Chon과 Kim21) 이 개발한 대학생용 생활 스트레스 척도 중 대인관계 스트레스를 주로 다루기 위해 Shin 이 일부 발췌하여 수정 보완한 것22)을 사용하였다. 이 척도는 초기 성인기에 흔히 겪게 되는 36가지 생활사건을 빈도 4점 척도(0~3점), 중요도 4점 척도(0~3점)로 평가하고 빈도 척도의 총합이 생활사건 빈도 점수가 되고, 1점 이상의 빈도를 보인 항목의 중요도 점수의 총합이 중요도 점수가 된다.
성능/효과
- 시험관 연구에서 P449R과 달리 R441H 다형성은 효소 활성과 용해도, 안정성에 감소를 보이므로 우울증이나 자살과 같은 인간 행동의 변화와 연관된다고 한다.2) TPH2에 대해서는 한국인을 포함한 동양인을 대상으로 체계적인 조사가 적은 실정이며, 최근 대만의 양극성 장애 환자를 대상으로 한 TPH2의 다형성 연구에서도 R441H 다형성은 매우 적었다.23) 저자들이 수행하고 있는 다른 한국인 집단에서도 변이형이 전혀 관찰되지 않았는데, 서양인의 R441H에 필적할 만큼 기능 변화를 일으키는 다른 다형성은 현재까지 한국인에서 확인하지 못하였다.
- 2) TPH2에 대해서는 한국인을 포함한 동양인을 대상으로 체계적인 조사가 적은 실정이며, 최근 대만의 양극성 장애 환자를 대상으로 한 TPH2의 다형성 연구에서도 R441H 다형성은 매우 적었다.23) 저자들이 수행하고 있는 다른 한국인 집단에서도 변이형이 전혀 관찰되지 않았는데, 서양인의 R441H에 필적할 만큼 기능 변화를 일으키는 다른 다형성은 현재까지 한국인에서 확인하지 못하였다. 따라서 현재까지 알려진 바에 의하면, TPH1 변이형이 세로토닌 체계에 더 중요할 것으로 보이지만, 한국인을 포함한 동양인에서 TPH2에 대한 체계적인 연구가 필요하다.
- 5HTR2A 유전자에서 G 대립 유전자가 존재하는 집단(GG, GA 유전형)과 그렇지 않은 집단간(AA 유전형)의 BDI 점수와 생활사건 빈도간의 상관 유의수준 차이를 보였으나(표 5), 생활사건 빈도에 따른 우울집단 구분 가능성은 G 대립 유전자의 존재와 관계없이 두 집단 모두에서 유의하였다(그림 2).
- 이 효소의 유전자는 11번 염색체의 단완에 존재하며, 저자들은 이전 연구에서 인트론 7의 218과 779위치에서 아데닌이 시토신으로 전환되는 다형성(A218C)이 자살 기도와 같이 우울감과 관련된 충동성에 영향을 주는 것을 확인하였다.7) 이러한 다형성을 보이는 TPH는 주로 말초 세로토닌 합성에 관여하는 TPH1인데 봉선핵(raphe nucleus)과 같은 중추신경계에서 세로토닌 합성에 관여하는 동종 효소인 TPH2가 최근 발견되었다.8) TPH2 유전자는 12번 염색체 장완에 존재하며, 효소 활성에 영향을 미치는 유전적 다형성이 보고되고 있는데, 대표적으로 441번 위치의 아르기닌을 히스티딘으로 대체하는(ARG441HIS, R441H) G1463A 단일염기다형성이 TPH2 기능을 80%가량 감소시켜 단극성 주요 우울 장애와 연관된다고 한다.
- 7) 이러한 다형성을 보이는 TPH는 주로 말초 세로토닌 합성에 관여하는 TPH1인데 봉선핵(raphe nucleus)과 같은 중추신경계에서 세로토닌 합성에 관여하는 동종 효소인 TPH2가 최근 발견되었다.8) TPH2 유전자는 12번 염색체 장완에 존재하며, 효소 활성에 영향을 미치는 유전적 다형성이 보고되고 있는데, 대표적으로 441번 위치의 아르기닌을 히스티딘으로 대체하는(ARG441HIS, R441H) G1463A 단일염기다형성이 TPH2 기능을 80%가량 감소시켜 단극성 주요 우울 장애와 연관된다고 한다.9)
- TPH1 유전형 중 C 대립 유전자가 존재하지 않는 집단과 달리 C 대립 유전자가 존재하는 집단에서는 생활사건 빈도가 우울 장애 유발에 유의한 영향을 미쳤다. 이러한 영향은 다른 대립 유전자나 유전형을 보이는 집단에서는 관찰되지 않았다.
- TPH1, 5HT2A -1438 A/G는 우울 집단, 비우울 집단, 전체 집단 모두에서 Hardy-Weinberg 평형을 벗어나지 않았으나, TPH2 ARG441HIS 유전형은 대상자 모두 GG 유전형을 보이고 있었다. TPH1 유전형의 분포는 집단 간 차이를 보이고 있었으며, 5HT2A -1438 A/G 유전형 분포의 집단 간 차이는 관찰되지 않았다(표 3).
- 생활사건 빈도와 생활사건 중요도 모두에서 집단 간 차이가 존재하였다. 그러나 로지스틱 회귀 분석 결과 빈도 점수만이 유의했으며 중요도 점수의 유의성은 소실되었다. Chon과 Kim은 생활 스트레스의 평정에 있어 빈도 이외에도 중요도와 통제도를 포함시켜야 정신 병리에 대한 생활 스트레스의 예언력이 유의미하게 높아진다고 하였으나,21) 본 연구에서 우울 집단을 예측할 수 있는 중요도의 효과는 빈도의 효과에 종속되었다.
- 또한 BDI와 BAI로 평가한 우울감과 불안감은 집단간 차이를 보였다. 생활 스트레스 척도를 이용한 생활사건 평가에서 생활사건 빈도와 중요도 모두에서 집단 간 차이를 보였다(표 2).
- 모형은 통계적으로 유의하였고 (χ2=51.955, df=11, p=0.000), Hosmer와 Lemeshow 검정 상 적합하였다(p=0.333).
- 본 연구에서 TPH2 유전자는 연구 대상 모두가 GG형(wild homozygote) 이었다. 서양인에서 현재까지 알려진 유의한 다형성 부위는 R441H와 P449R(쥐의 P447R에 대응)이 있다.
- 본 연구의 결과는 TPH1 유전형은 생활사건 이후 우울 장애 발생의 유의미한 예측 요인임을 시사한다. 이는 우울 장애의 유전×환경 상호작용에 TPH1 유전자가 작용하고 있음을 제시한다.
- 반면 TPH1의 일배체가 주요 우울증과 연관성이 명확하며26) 성인의 우울 증상에 대한 사회적 지지 효과를 조절하는 유전자×환경 상호작용의 역할을 한다는 최근 보고27)가 있다. 사후 연구에서 봉선핵의 TPH2 mRNA 수준이 TPH1 mRNA 수준의 7배 이상 측정되어 중추신경계의 세로토닌 체계에 중요한 역할을 할 것으로 예상되지만 피질, 시상, 해마, 소뇌에서는 mRNA 수준의 차이가 나타나지 않을 뿐만 아니라 오히려 편도나 시상하부에는 TPH1 mRNA가 TPH2 mRNA보다 유의하게 높았다.28) 따라서 TPH1은 TPH2와 같이 특정 중추신경 작용에 영향을 미칠 뿐만 아니라 TPH2와 달리 내분비 체계와 같은 말초 세로토닌 체계에도 동시에 영향을 미침으로써 인간 행동에 영향을 줄 가능성이 더욱 높다.
- 05와 차이를 보였다(표 5). 생활사건 빈도 점수를 20점 단위로 세 집단(high, middle, low)으로 구분하여 우울 집단으로 구분될 가능성을 비교하였을 때, C 대립 유전자가 존재하는 경우에만 유의한 연관성을 보여주고 있었으며 C 대립 유전자가 존재하지 않는 경우에는 통계적인 유의성이 소실되었다(그림 1).
- 7%(47명/150명)이었다. 설문지 반송과 전화 응답 절차를 완료한 대상만이 포함되어 있어서 실제 초기 성인기 표본의 유병률을 대표하지 못할 것으로 보이나, 초기 성인기의 우울 장애 환자 대부분이 임상 치료 환경에 노출되지 않고 있음을 알 수 있었다.
- 세로토닌 체계에 관여하는 다른 주요 단백질로는 세로토닌 합성의 속도 제한 단계에 역할을 하는 효소인 트립토판 수산화효소(tryptophan hydroxylase, TPH)가 있다. 이 효소의 유전자는 11번 염색체의 단완에 존재하며, 저자들은 이전 연구에서 인트론 7의 218과 779위치에서 아데닌이 시토신으로 전환되는 다형성(A218C)이 자살 기도와 같이 우울감과 관련된 충동성에 영향을 주는 것을 확인하였다.7) 이러한 다형성을 보이는 TPH는 주로 말초 세로토닌 합성에 관여하는 TPH1인데 봉선핵(raphe nucleus)과 같은 중추신경계에서 세로토닌 합성에 관여하는 동종 효소인 TPH2가 최근 발견되었다.
- 7%에 해당하는 43명이 주요 우울 장애 삽화의 진단 기준을 충족하여 우울 집단으로 구분하였고, 나머지 107명을 비우울 집단으로 구분하였다. 집단 간의 연령, 성별, 직업, 신분, 군복무력, 종교의 차이는 관찰되지 않았으나, 3명의 기혼자 모두 우울 집단에 해당하여 결혼 상태는 집단간에 차이를 보였다.
후속연구
- 그러나 회귀 분석에서 성별을 공변량으로 채택하여 분석한 결과 성별에 따른 유의한 차이를 보이지는 않았다. 다음으로 우편 설문과 전화 응답에 반응하지 못하는 심각한 우울 장애 환자가 제외되는 것과 우울감으로 인해 설문에 더 관심을 보임으로써 가벼운 우울 장애 환자가 과도하게 포함되는 것과 같은 선택 오류의 문제가 발생하였을 것이다. 따라서 본 연구의 우울 집단을 임상적인 우울 장애 환자 집단으로 볼 수는 없으며 산정된 우울 장애의 비율은 우울 장애의 가능 확률일 뿐이지 우울 장애의 유병률을 의미하지는 않는다.
- 이는 추적 관찰 연구에 있어 사회인으로 다양한 지역에 분포하는 초기 성인 집단의 특성에 따른 난점 때문으로 이를 극복하기 위해서는 인터넷 웹 사이트와 같은 체계적인 코호트 관리 프로그램 개발이 필요하다. 또한 후속 연구를 통해 추가적인 유전적 특성과 환경적 특성을 규명함으로써 초기 성인기부터 이후 연령대에 이르는 우울 장애에 대한 유전적, 환경적 요인의 영향을 확인하는 작업이 진행되어야 할 것이다.
- 본 연구의 제한점으로 먼저 534명의 응답자 중 28%인 150명만이 설문과 전화 응답에 반응하여 포함됨으로써 표본수가 예상보다 적었다는 점이 제기될 수 있겠다. 이는 상대적으로 많은 표본을 얻을 수 있는 환자-대조군 연합 연구에 비해 적은 수이나, 일정 연령대의 코호트를 장기 추적한 연구로서 연구 결과를 적용하는 데에는 무리가 없을 것으로 보인다.
- 그러나 우울 집단과 비우울 집단간의 대립 유전자와 유전형의 분포는 Choi 등의 연구에서 보인 우울 집단과 통제 집단의 분포와 크게 벗어나지 않았다. 환자-대조군 연구와 전향적 연구라는 디자인의 차이로 인해 유의성을 검증하기 위해서는 보다 많은 조사 대상과 지속적인 추적이 필요할 것이다. 또한 Choi 등의 연구 대상은 평균 연령이 46.
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