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| ▲ 오존, 미세먼지와 같은 대기 오염 물질이 천식 발작의 직접적인 원인일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. (사진=DB) |
대기 오염 물질이 어린이들의 천식 발작 위험도에 미치는 영향을 다룬 연구 결과가 학술지 ‘랜싯 지구 보건(Lancet Planetary Health)’에 실렸다.
천식은 폐와 기관지로 구성된 기도의 염증과 좁아짐을 특징으로 하는 만성 질환이다. 기도를 구성하는 세포의 염증과 기관지 근육의 수축, 점액의 과도한 분비로 인해 기도가 더욱 좁아지게 되면 천식의 급성 발작이 일어나며, 융통과 호흡곤란, 기침, 헐떡임 등의 증상이 유발될 수 있다.
호흡기 바이러스 감염은 천식 발작의 가장 흔한 원인 중 하나지만, 바이러스 외에도 꽃가루, 동물의 털과 같은 알레르기성 원인으로 인해 발생할 수 있다.
이전의 역학 연구들은 대기 중의 오염물질과 천식 발작의 발생 간 연관성을 보이기도 했다. 미세먼지, 오존, 이산화질소, 이산화황과 같은 대기 오염 물질들은 천식 발작의 발생과 관련이 있다.
천식은 특히 어린이들에서 가장 흔한 만성 질환 중 하나다. 특히 낮은 사회경제적 수준에 처해 있는 아이들의 경우 천식의 발생률과 유병률이 더욱 높다.
이러한 환경에 놓인 아이들은 더욱 높은 수준의 대기 오염에 노출되는데, 이를 통해 저소득층 어린이들에서 높은 천식의 유병률과 중증도를 설명할 수 있다.
그러나, 급성 천식 발작의 기저에 있는 분자학적인 메커니즘은 아직 알려지지 않은 상태다. 이번 연구에서, 연구진은 도시 지역에 거주하고 있는 어린이와 청소년들을 대상으로 대기 오염과 천식 악화 간의 연관성을 조사했다.
연구에는 미국 9개 도시의 저소득 지역에 거주하는 6~17세의 어린이 208명이 포함되었다. 연구진은 참가자들을 대상으로 폐 기능 검사, 비강 도말 검사 등을 시행했다. 이어, 그들은 지역별 대기질 지수와 개별 오염물질 농도 자료를 분석한 뒤 참가자들의 거주 지역과 기간에 따라 노출 수준을 평가했다.
분석 결과, 비바이러스성 천식 악화 환자들이 노출된 대기질 지수 값은 바이러스성 천식 악화 환자들보다 높았다. 또한, 해당 지수 값은 비바이러스성 천식 환자의 폐 기능과 음의 상관관계를 나타냈다.
참가자들은 또한 미국 8개 주요 도시의 저소득 가구에서 거주하는 6~20세의 참가자 419명을 대상으로 진행된 다른 연구의 데이터를 추가 분석했다.
두 연구의 데이터는 비바이러스성 천식 발작이 오존과 PM 2.5 미세먼지 농도와 관련되어 있다는 사실을 시사했다. 또한, 오존 농도는 폐 기능의 감소와도 연관돼 있었다.
연구진은 이러한 결과에 기반하여, 여러 날에 걸쳐 대기 오염 물질에 노출되는 것이 천식 발작의 발생 원인일 수 있다고 결론지었다. 이어, 그들은 비강 도말 샘플을 활용하여 참가자들의 유전자 발현 양상을 조사했다. 대기질 지수는 비바이러스와 바이러스성 천식 발작 모두에서 나타나는 공통적인 유전자 발현 패턴과 연관성을 나타냈다.
이는 천식 발작의 기초가 되는 핵심적인 경로의 존재를 시사한다. 또한, 대기질 지수 값은 비바이러스성 천식 악화에 특이적인 유전자의 발현과 관련성을 보였다.
특히, 미세먼지는 과도한 점액 분비와 염증성 사이토카인과 관련된 유전자의 발현 증가와 관련되어 있었다. 염증성 사이토카인이란 비바이러스성 천식 발작의 발생과 관련되어 있는 신호 단백의 일종이다.
기도의 내벽을 구성하는 상피세포는 호흡기에 손상을 줄 수 있는 흡입성 감염원, 알레르기 유발 물질, 이물질 등으로부터 기도를 보호하는 역할을 한다. 미세먼지 농도는 상피세포의 장벽 보호 기능에 관여하는 유전자의 발현과도 관련이 있었다.
연구진은 특정한 대기 오염 물질과 관련된 천식 악화의 분자 경로가 도심에 거주하는 어린이들에서 천식의 유병률이 높은 이유를 설명하는 데 도움이 될 수 있으며, 추가적인 연구를 통해 적절한 치료적 개입을 고안해 나가야 할 것이라고 언급했다.
메디컬투데이 김영재 ([email protected])
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