정의
프리드라이히 운동실조(Friedreich`s ataxia)는유전성, 진행성, 신경성 운동 장애이며, 일반적으로 사춘기 이전에 증상이 명확하게 나타납니다.
ㆍ초기 증상
① 다리가 허약해집니다(Weakness in legs).
② 서 있는 자세가 매우 불안정합니다.
③ 자율적인 운동 조정 능력의 손상으로 인해 진행성의 운동실조성 보행 장애가 생깁니다.
④ 빈번하게 넘어집니다.
ㆍ질환이 진행됨에 따라
① 병적 반사가 생깁니다.
② 발에 기형이 나타납니다.
③ 손과 팔의 협동운동장애(Incoordination)가 나타납니다.
④ 눈동자가 빠르게 흔들리는 안구진탕증(Nystagmus)이나타납니다.
⑤ 말이 어눌해집니다(Dysarthria).
프리드라이히 운동실조에서 심장근육병증이 나타나기도 하며, 심장근육에 장애가 생겨 호흡곤란, 흉통, 부정맥이 나타납니다. 일부 환자에게서는 당뇨병이 생길 수 있습니다. 당뇨는 혈당을 조절하는인슐린이라는 호르몬이 부족하여 나타나는 병으로 갈증이 증가되고 소변의 양이 많아지며 체중 감소, 식욕감소, 시야가 흐려짐, 피로가 나타납니다.
프리드라이히 운동실조는 주로 상염색체 열성 형질로 유전되지만, 유전되지않고 유전자의 새로운 돌연변이로 인해 발생하는 경우도 있습니다. 프리드라이히 운동실조는 ‘X25’ 또는 ‘프라탁신(Frataxin)’으로알려진 유전자의 돌연변이 때문에 나타납니다.
이 유전자는 9번 염색체의 장완(q)에 위치(9q13)해 있습니다.이 병과 연관된 증상과 징후들은 말초신경뿐만 아니라 척수신경 섬유의 퇴행 변화로 인해 생깁니다. 이것은운동과 감각신경이며, 뇌와 척수 바깥쪽의 신경세포체(신경절, ganglia)의 그룹입니다.
선천적으로 프리드라이히 운동실조를 가지고 있어도 그 증상은 보통 5∼15세에처음으로 나타납니다. 미국에는 2000명 또는 3000명부터 최대 2만명 정도의 환자가 있을 것으로 추정되지만 진단이어려워 정확한 유병률을 파악하기는 쉽지 않습니다. 프리드라이히 운동실조는 다양한 유전성 운동실조 형태중에서 가장 흔합니다.
프리드라이히 운동실조의 이환율은 2/10만~4/10만이며, 보인자 빈도는1/60~1/100 정도입니다. 이것은 유럽, 중동, 남아시아(인도 주변국)와북아프리카에서 가장 흔한 유전성 운동실조입니다. 그러나 동남아시아,sub-Saharan Africa, 미국 원주민 사이에서는 발생하지 않은 것으로 알려져 있습니다. 멕시코에서도프리드리히 운동실조의 발병률은 평균보다 낮습니다.
원인
프리드라이히 운동실조는 주로 상염색체 열성 형질로 유전되지만, 유전되지않고 유전자의 새로운 돌연변이로 인해 발생하는 경우도 있습니다. 이 병은 X25 또는 병의 이름을 따서 프라탁신(Frataxin)이라고 알려진유전자의 돌연변이 때문에 나타나며, 이것은 9번 염색체의장완(9q13)에 위치하고 있습니다.
‧ 상염색체
상염색체 열성 유전질환은 각각의 부모로부터 질병 유전자를 하나씩 물려받았을 때 생깁니다. 만일 개인이 하나의 정상 유전자와 하나의 질환 유전자를 받았다면 그 사람은 그 질환의 보인자(Carrier)가 되나 질병의 증상은 대개 나타나지 않습니다. 부모가모두 보인자일 경우 아이에게 질병이 유전될 확률은 25%이며 그 아이가 부모처럼 보인자가 될 확률은 50%, 아이가 정상 유전자만 물려받아 유전적으로 정상일 확률은 25%입니다. 이 확률은 남녀 모두 동일합니다.
프라탁신 유전자는 심장과 척수 내에서 높은 수준으로 발현되는 단백질의 생산을 조절합니다. 유전자의 특정 돌연변이는 프라탁신 단백질의 결핍 또는 기능 이상이 생기게 합니다. 궁극적으로 프리드라이히 운동실조와 연관된 증상과 질환이 생깁니다.
질환에 영향 받은 사람들 대부분의 프라탁신 유전자는 특정 유전학적 지시를 수행하는 암호화된 ‘빌딩 블록(building blocks)’에 오류가 있습니다. 각각의 유전자 안에는 4개의 기본적인 화학물질(뉴클레오타이드 염기)이 다른 배열로 구성되어 있습니다. 뉴클레오타이드 염기는 아데닌(adenine :A), 사이토신(cytosine :C), 구아닌(guanine :G)과 티민(thymine :T)입니다. 프리드라이히 운동실조를 가진 환자의 이유전자를 보면 3개 염기서열(GAA; guanine, adenine,adenine)의 반복이 정상인보다 비정상적으로 증가돼 있습니다.
예를 들어, 병을 가진 사람들은 GAA 반복서열(특정 염기서열 조합은 반복되는 순서를 가진다)이 200~1000개입니다. 그러나질환이 없는 사람들은 유전자 내에 GAA 반복서열이 7~22개정도입니다. 증가된 GAA 반복서열은 불안정(unstable)하고, 세대를 거듭함에 따라 더 확장됩니다.
즉, 반복서열의 길이에 따라 증상의 발현 시기가 달라지고, 이러한 염기서열의 반복은 세대를 거듭함에 따라 더 확장됩니다. 일부연구자들은 증상과 징후와 연관된 가변성은 아마도 GAA 반복서열의 길이와 관련이 있다고 생각합니다. 예를 들어, 반복서열이 짧을수록 증상 발현이 늦고, 심근병증이 없습니다.
연구자들은 프라탁신에 의해 암호화되는 단백질을 미토콘드리아(mitochondria)단백질로 규정지었습니다. 미토콘드리아는 세포 에너지의 주요한 원천을 제공하는 세포 핵 밖에실 같이(thread-like) 생긴 구성요소입니다.
프라탁신 단백질은 미토콘드리아 철(iron) 수치를 조절합니다. 단백질의 결핍 또는 기능 이상은 미토콘드리아 내에 비정상적으로 철이 쌓이게 하고, 특정 화학물질(유해산소:oxygen free radicals)의 생산을 증가시킵니다. 결국, 점차 세포가 손상되고, 세포 기능의 이상이 생기게 합니다.
프리드라이히 운동실조의 변형된 형태의 경우 비타민 E의 부족이원인이 되기도 하는데, 이를 ‘비타민 E 결핍을 동반한 프리드라이히와 같은 운동실조(Friedreich`s-likeAtaxia with Vitamin E Dificiency 또는 AVED)’라고 부르며이때 나타나는 증상은 전형적인 프리드라이히 운동실조와 거의 차이가 없습니다. 이 병은 상염색체 열성형질로 유전되며, 8번 염색체의 장완에 위치(8q13.1-q13.3)한유전자에 돌연변이가 생겨 나타납니다.
그 유전자는 간에서 생산되고 분비되는 지방단백질(very-low-densitylipoprotein or VLDL)에 비타민 E을 결합시키는 역할을 하는 단백질(alpha-tocopherol transfer protein) 생산을 조절합니다. AVED를 가진 이들은 VLDL에 비타민 E를 결합시키는 능력에 이상이 생기고, 결과적으로 특정 조직에서 비타민 E의 결핍을 야기합니다. 일부 연구자들은 전형적인 프리드리히 운동실조형태가 비타민 E 또는 VLDL 대사의 이상과 연관돼 있을것이라 생각합니다.
증상
프리드라이히 운동실조(Friedreich`s ataxia)는등쪽신경절(배신경절, dorsal ganglia)과 척수, 뇌에 있는 신경세포가 점차 변하면서 증상이 나타납니다. 프리드라이히운동실조의 초기 증상은 점차 다리가 약해져서 비틀거리면서 불안정하게 걷고, 가만히 서 있을 때 떨게됩니다. 일반적으로 운동실조는 결국 불안정한 걸음걸이가 되는 근육 조정의 실패로 나타납니다.
진동감각과 위치감각이 초기부터 사라지고 나중에는 촉각의 일부가 상실되고,통증과 온도에 대한 감각도 부분적으로 잃게 됩니다. 시간이 지남에 따라 다리의 심부건 반사가감소하거나 없어지며, 엄지발가락이 많이 늘어나고, 발바닥의오목한 부분이 많이 파이게 됩니다(요족: Pes cavus).
음식을 삼키는 목 근육이 영향을 받게 되면 삼킴곤란이 생겨 음식을 먹을 때 사래가 들리기 쉽습니다. 말을 할 때 발음을 잘하지 못하거나 말을 더듬는 구음장애(Dysarthria)가나타납니다.
척추가 옆으로 휘는 척주옆굽음증(Scoliosis)도 나타납니다. 당뇨병 또는 심장근육병증(Cardiomyopathy)이 나타날 수있습니다. 지적 발달과 감정에는 거의 영향을 미치지 않습니다(Theintellect and emotions are rarely affected). 프리드라이히 운동실조 환자의 약 10%에서 당뇨병이 나타나며, 20%의 환자에게서 탄수화물에 내성이생기는 것으로 추정됩니다.
진단
운동실조 증상이 주로 나타나며 심부건 반사에 이상이 생기고, 통각, 촉각, 온도에 대한 감각 이상이 나타나므로 운동조절 기능을 보는소뇌기능검사와 심부건 반사, 감각반응검사를 통한 신체검진으로 진단을 내릴 수 있습니다. 근전도검사를 해보면 신경의 퇴행성 변화에 의한 전도 장애가 있음을 알 수 있습니다.
ㆍ근전도검사
근육의 전기적 활동을 기록하여 신경 및 근육에 나타나는 질환을 진단하는 데 이용됩니다.
– 신경전도검사(Nerveconduction studies): 말초신경에 전기적인 자극을 주었을 때 신경 또는 근육에 나타나는 활동 전위를 기록함으로써 말초신경의기능을 평가합니다.
– 반복신경자극검사(Repetitivenerve stimulation test : RNS) : 운동신경을 반복적으로 자극하여 이에 따른 복합 근활동전위(compound muscle action potential : CMAP) 진폭의 증감 정도를 평가합니다.
– 순목검사(눈깜빡반사 : Blink reflex) : 뇌신경 중 안면신경과 삼차신경의 이상 유무를 평가합니다.
– 침근전도검사(needleEMG) : 근육을 바늘로 찔러 근섬유로부터 나오는 전기적 활성을 평가합니다.
이 외에도 프리드라이히 운동실조의 증상으로 나타나는 심장 근육 손상, 당뇨병을진단하기 위해 여러 가지 검사를 할 수 있습니다. 심장 근육의 손상으로 인해 부정맥이 나타날 수 있으므로심전도를 측정하여 비정상적인 심장 박동이 있는지 살펴보며, 혈액과 소변을 분석하여 혈당의 비정상 여부를확인합니다.
자기공명검사, 컴퓨터단층촬영,척수액검사 등은 비슷한 증상을 일으키는 여러 가지 다른 원인을 감별하는 데 유용한 검사입니다. 유전자검사를통해 프리드라이히 운동실조의 원인이 되는 유전자의 변이를 알 수 있습니다.
치료
증상의 완화를 목표로 하는 대증요법(Symptomatictreatment)과 각종 부작용과 합병증을 조절하고 완화시키기 위해 지지요법(Supportivetherapy)을 시도할 수 있습니다. 지속적인 의학적 관찰이 필요하며, 이로써 심장, 폐, 척추, 관절 그리고 근육에 나타날 잠재적인 합병증을 줄일 수 있습니다. 프리드라이히운동실조가 상당히 진행된 환자들은 폐렴 예방이 필요합니다.
프리드라이히 운동실조와 관련된 심장의 문제와 당뇨는 약물로 치료하며, 특히인슐린은 당뇨를 조절하는 데 효과적입니다. 환자들은 감염되기 쉬운 상태이며, 시력과 청력에 이상이 생길 수 있는데 이는 교정기나 약물 또는 수술을 통해 조절할 수 있습니다.
정신적인 문제는 생기지 않으나 감정적인 긴장상태가 환자와 가족에게 영향을 줄 수 있으므로, 정신과적 상담이 도움이 될 수 있습니다. 의사의 처방에 따른 물리치료도도움이 되며, 다양한 보조기구들을 사용하여 근육 운동을 도울 수 있습니다. 정형외과 수술 또는 보조기 착용이 굽은 척추와 발의 기형을 조절하는 데 도움이 될 수 있지만, 반드시 의사의 진단 아래 주의 깊게 결정해야 합니다.
베타차단제인 프로프라놀롤(Propranolol)은 정지 시 떨림(Static tremor)을 치료하는 데 사용되며, 칼슘 방출을 억제하여근이완 효과가 있는 단트롤렌(Dantrolene Sodium)은 다리 근육 경직을 조절하는 데 도움이되지만 약의 부작용을 예방하려면 의사의 주의 깊은 감시 하에 투여해야 합니다.
․ 유전상담
유전상담이란 유전병을 앓고 있는 환자와 가족에게 해당 유전병이 무엇인지,질환의 증상과 진행 과정, 어떻게 유전되는지 등에 대한 정보를 제공하는 상담입니다. 유전상담을 통해 유전학 전문가로부터 질환과 관련된 정확한 정보를 얻을 수 있고, 충분한 이해를 바탕으로 환자와 가족들이 가장 적절한 결정을 내릴 수 있도록 돕습니다.
