- 연구 결과 리뷰- 논문리뷰-1
본지는 앞으로 2회에 걸쳐 녹내장 치료제의 무보존제 트렌드에 관한 논문리뷰를 게재한다. 논문리뷰를 통해 기존 치료제들이 함유한 보존제(벤잘코늄클로라이드)의 유해성을 점검하고, 나아가 무보존제 녹내장 치료제의 효과 및 내약성을 점검해 본다．- 편집자 주 -
대부분의 녹내장 환자들은 일차적인 치료 방법으로 안압 조절제를 사용하는데 장기적으로 투여하면서 높아진 안압을 조절한다. 녹내장 환자들이 약물요법에서 느끼는 부작용은 따가움·시야 흐려짐·눈물흘림 등으로 그 형태가 다양하다.
최근 몇몇 연구 결과에 따르면 이러한 부작용들이 녹내장 점안제에 함유돼 있는 보존제(방부제의 일종)에 의해 다양하게 나타날 수 있다고 알려져 있다.
그 중 흔하게 쓰이는 보존제는 벤잘코늄클로라이드(Benzalknium Chloride, BAC)로써 현재 시판되는 많은 점안제, 분무제, 비강스프레이 등에 사용되는 보존제이다. 벤잘코늄클로라이드는 자극, 지연성 과민증 및 알레르기 반응을 일으킨다고 알려져 있다.
이에 지난1999년 3월, 저명한 Investigate Ophthalmology & Vision Science에서 발표된 벤잘코늄클로라이드가 안구 결막세포의 성장 및 생존에 미치는 영향 연구(Effects of Benzalkonium Chlorideon Growth and Survival of Chang Conjunctive Cells)를 살펴봄으로써, 보존제의 안구에 미치는 위험성에 대해 검토해 보고자 한다.
본 연구에서 주로 실행된 임상시험은 안구에 벤잘코늄클로라이드 용액을 0.0001%, 0.0005%, 0.005%, 0.001%, 0.005%, 0.01%, 0.05%의 분량으로 3, 24, 48, 72등의 시간차를 두어 점적한 후 결막 세포의 파괴 정도, 증식, 세포핵의 변화 등을 비교 분석 하는 방식으로 진행 됐다.
세포 생사판별 시험- 투여량에 따라 살아남은 결막 세포 수 현저히 감소
MTT 미토콘드리아 감소 분석법으로 세포 생존력의 변화를 측정했다. 0.0001%, 0.0005%, 0.005%, 0.001%, 0.005%, 0.01%, 0.05%의 벤잘코늄클로라이드을 1~2방울 점적 했을 때, 벤잘코늄클로라이드 투여 량에 따라 살아남은 결막세포의 수가 현저하게 감소했다.
상대적인 세포의 수는 벤잘코늄클로라이드 0.01%(P 와 0.001%(조치 이후 48시간째에 P, 72시간 및 96시간 째에 P)의 경우 1방울 투여 시, 48 및 72시간째에 현저하게 감소했다. 반면 벤잘코늄클로라이드 0.0001%가 투여된 표면은 증식률이 변경되거나 증가하지 않았다(조치 후 72시간 째에P).
DNA단편화 실험- 투여량에 따라 DNA 단편화 정도 뚜렷
벤잘코늄클로라이드 투여 후, DNA전기영동분석 결과를 살펴보았다(표2).
그 결과 벤잘코늄클로라이드를 투여하지 않은 세포에서는 DNA조직의 분열이 관찰되지 않았다(Line 2).
24시간 동안 회복기간 후, 10분 간 0.0001%의 벤잘코늄클로라이드를 투여한 세포 관찰 결과, 미세한 분열이 관찰됐다(Line 3). 0.01%의 벤잘코늄클로라이드가 투여된 세포는 세포소멸의 특징적인 사다리 패턴이 발견 됐다.
특히, 0.1%의 벤잘코늄클로라이드가 투여된 경우 다량의 세포 용해가 발생하며, 연속적인 DNA 얼룩자국이 남았다(Line 6). 이는 벤잘코늄클로라이드의 투여량에 따라 높아지는 DNA 단편화 정도를 뚜렷이 보여주는 결과라 할 수 있겠다.
형광 현미경에 의한 형태 분석- 보존제 조치 시 세포 골격 75%에서 줄어
안티-사이토케라틴(anti-cytokeratin) 라벨링 결과, 0.01% 벤잘코늄클로라이드가 조치된 세포의 약 75%에서 조치를 받지 않은 세포와 비교 시 세포골격이 줄어들었다. 또 다피 염색(DAPI staining) 결과 이 세포들을 통제 세포와 비교했을 때, 염색질 응축 및 분열, 핵 크기의 감소를 보였다.
벤잘코늄클로라이드0.001%가 첨가된 세포는 세포 및 핵의 크기가 약간 감소했으며 염색질 응축은 덜 빈번하게 나타났고, 세포소멸의 통상적인 수를 나타내지 않고 많은 세포가 파괴됐다. 한편, 벤잘코늄클로라이드0.0001%가 조치된 세포에서는 세포 크기의 축소나 염색질 응축이 나타나지 않았다.
유세포분석 실험- 벤잘코늄클로라이드 첨가 시 세포크기 15% 감소
▶세포크기 분석 : FACScan 유세포 분석을 통해 분석한 결과 0.001% 벤잘코늄클로라이드로 처리된 세포와 처리되지 않은 세포를 비교했을 때 세포 크기가 15% 감소했고, 작은 크기의 세포가 뚜렷하게 나타나기 시작했다. 0.0001% 벤잘코늄클로라이드가 첨가된 표본은 세포의 크기 변화가 없었다．
▶세포소멸 관련 분자의 표현 : 한편, 세포소멸 표시자인 Apo2.7와 세포 표현의 강도, 벤잘코늄클로라이드의 농도(r = 0.99, P = 0.0083) 사이에는 투여량에 따른 의미 있는 관계가 존재했다.
벤잘코늄클로라이드를 첨가하지 않은 세포는 약간의 양성 반응을 보인 소수의 세포(2%)를 제외하고 Apo2.7에 음성 반응을 보였다. 0.0001% 벤잘코늄클로라이드 첨가 후에 Apo2.7에 양성반응을 보인 세포는 44%, 0.01% BAC 첨가 후에는 89%가 양성반응을 보였다.
DNA 함량 그래프- Sub-G1 세포의 수 농도에 따라 증가 해
벤잘코늄클로라이드를 10분간 투입 후 24시간 후에 세포소멸의 수를 측정해본 결과 세포소멸의 출현 및 그 부분의 세포의 수가 벤잘코늄클로라이드 농도에 따라 달라진다는 점을 알 수 있었다. Sub-G1 세포의 수는 0.0001% 벤잘코늄클로라이드를 첨가한 세포 중 18%였고, 0.001% 를 첨가한 세포 중에는 32%, 0.01%를 첨가한 세포 중 54%였다.
본 논문의 리뷰 결과 벤잘코늄클로라이드 독성의 새로운 측면을 확인 할 수 있었으며, 세포 생존력 및 증식에 있어 벤잘코늄클로라이드의 투여량이 미치는 부정적 영향을 알 수 있었다.
녹내장의 환자의 경우 대부분 지속적으로 평생 동안 점안 안약을 사용해야 하므로 벤잘코늄클로라이드에 오랜 기간 노출됨을 피할 수 없다.
지속적으로 노출될 경우 안구 건조증, 각막 손상, 결막의 섬유화 등 전안부 이상 소견을 초래하고 이는 환자의 불편감 증가와 치료 순응도의 저하로 이어져 질병 악화의 악순환으로 이어 질 수 있다.
따라서 녹내장 환자는 가능한 한 벤잘코늄클로라이드의 노출을 줄여주는 것이 예후에 중요하다고 할 수 있을 것이다.
최근 출시된 벤잘코늄클로라이드를 제거한 최초의 녹내장 점안제 코솝®-S는 이러한 측면에서 유용하게 쓰일 수 있을 것으로 사료된다.
이와 같이 벤잘코늄클로라이드가 초래할 수 있는 독성의 모든 측면을 고려해 부작용을 줄일 수 있는 새로운 점안제를 통해 많은 녹내장 환자들이 보다 안전하고 효과적인 치료를 받을 수 있게 되기를 기대한다.
