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Nikkei X-TECH_2022.10.11

'초음파'로 알츠하이머병 치료
뇌 안의 일산화질소(NO)를 증가시켜 인지기능 저하를 억제

알츠하이머형 치매(알츠하이머)의 치료를 목적으로 한 새로운 의료기기 개발이 추진되고 있다. 그것은 도호쿠(東北)대학 발 스타트업 기업인 사운드웨이브이노베이션(도쿄)이 개발하고 있는 치료장치로, 환자의 뇌 안에 특수한 조건의 초음파를 조사(照射)해 인지기능이 저하되는 것을 억제한다. 

현재 비슷한 원리로 알츠하이머병 치료를 목적으로 한 치료장치는 아직 일본에서 약사(藥事) 승인을 받지 못해 실용화되지 않고 있다.

사운드웨이브이노베이션이 개발하고 있는 치료 장치는 환자가 전용 헤드셋을 장착하고 위로 향한 자세로 치료를 받는다. 조사구(照射口)는 두개골 두께가 비교적 얇은 관자놀이 부분에 맞도록 설계되어 있다. 치료에 이용하는 것은 저출력 펄스파 초음파(Low-intensity Pulsed Ultra sound:LIPUS)로, 연속적이 아닌 간헐적으로 초음파를 조사한다.

치료에 최적인 조사 조건은 도호쿠대학 대학원 의학계 연구과 연구팀이 찾아냈다. 구체적으로는 주파수 0.5메가헤르츠(MHz)의 펄스파를 단시간(파수 32) 조사(照射)하는 것을 반복한다. 반복 간격은 2.56ms(밀리미터초)로, 좌우에서 조사하는 타이밍이 서로 다르게 조사한다. 

그러면 환자에게 1.28ms마다 펄스파가 조사되는 형태가 된다. 펄스파의 출력 강도는 0.24W/cm2 정도로, 건강검진 등의 검사에 사용하는 초음파와 같거나 경우에 따라서는 그보다 작다고 한다.

-- 뇌안에서 일산화질소의 발생을 촉진 --
LIPUS를 조사(照射)하면 뇌의 혈관을 구성하는 혈관 내피 세포에 자극이 가해져 알츠하이머 치료 효과를 볼 수 있을 것으로 기대되고 있다. 구체적으로는 다음과 같은 프로세스이다. 먼저 세포를 덮는 세포막에 존재하는 카베올린-1/β1-인테그린 복합체를 흔든다. 

이 자극이 기점이 되어 일산화질소를 합성하는 효소가 생산되어 뇌 안의 일산화질소가 증가한다. 그 결과, 혈관 확장으로 혈류가 개선되며 인지기능 저하 억제로 이어진다. 또한 일산화질소의 생산은 알츠하이머 발병에 관여하는 것으로 알려진 베타 아밀로이드가 축적되는 것도 막는다고 한다.

도호쿠대학 대학원 의학계연구과 순환기내 과학분야의 시모카와(下川) 객원교수 연구팀은 생쥐의 알츠하이머 모델을 대상으로 한 연구에서 작용기전을 확인했다. ”LIPUS를 사용하면 (뇌 안의) 자기 치유력이 활성화 된다고 생각한다”라고 그는 말한다. 연구팀은 2018년부터 2021년까지 조기 알츠하이머 환자를 대상으로 실시한 두 가지 탐색적 치료에서 안전성이 확인되어 효과성이 시사되었다고 한다.

탐색적 임상시험 중 하나는 22명의 환자를 랜덤으로 치료군과 플라시보군으로 각각 배정해 실시했다. 인지기능 지표인 'ADAS-Jcog'로 평가한 결과, 치료를 시작하고 시간이 경과함에 따라 이 2군 간 인지기능의 차이가 커지는 경향을 보였다. 하지만 증례수가 적기 때문에 주요 평가항목인 치료 개시 후 72주 차에는 2군 간의 유의미한 차이는 나타나지 않았다.

사운드웨이브이노베이션은 향후, LIPUS 치료장치 개발을 추진. 약 200명으로 증례 수를 늘려 효과를 검증하고, 2025년 안에 승인을 신청하는 것을 목표로 하고 있다. 후생노동성은 9월, 사운드웨이브이노베이션이 개발 중인 치료장치를 '선구적 의료기기 지정제도'의 대상 품목으로 지정하는 것을 승인했다. 

승인 신청에 있어서의 상담이나 심사를 우선적으로 처리해 신속한 실용화로 연결시킬 예정이다. 이번 장치는 이 지정제도가 2020년 법제화된 이후 처음으로 지정된 개발품이 되었다.

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