[mdtoday = 이승재 의학전문기자] 제1형 당뇨병과 관련된 생물학적 변화가 임신 기간 중 시작될 수 있으며, 탯줄 혈액 내 특정 단백질 마커를 통해 미래의 발병 위험을 사전에 감지할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

탯줄 혈액 속 단백질 분석과 머신러닝 모델을 활용해 제1형 당뇨병의 조기 예측 가능성을 제시한 연구가 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 실렸다.

그동안 제1형 당뇨병은 면역 체계가 인슐린을 만드는 췌장의 베타 세포를 공격하는 자가면역 질환으로만 정의됐다.

그러나 최근 연구들은 베타 세포 자체가 과도한 인슐린 요구량이나 감염과 같은 스트레스에 노출되어 먼저 손상되고, 그 과정에서 방출된 신호가 면역 반응을 유발하는 '베타 세포 주도적' 발병 모델에 주목하고 있다. 이는 면역 공격이 시작되기 훨씬 이전부터 이미 질병의 씨앗이 뿌려지고 있을 가능성을 시사한다.

미국과 스웨덴 공동 연구진은 가족력이 없는 일반 인구층에서 제1형 당뇨병의 전조 증상을 찾기 위해 1990년대 후반부터 시작된 '동남부 스웨덴의 모든 아기들(ABIS)' 코호트 데이터를 분석했다.

연구팀은 보관된 제대혈 샘플 중 나중에 당뇨병이 발생한 아이들의 혈액을 선별해 염증 및 대사 관련 단백질들을 머신러닝 도구로 정밀 스크리닝했다.

분석 결과, 제대혈 속 특정 단백질 수치가 미래의 당뇨병 발생 확률을 예측하는 강력한 지표가 됨이 확인됐다. 특히 세포 구조 유지와 면역 조절에 관여하는 단백질들이 주요 마커로 지목됐다.

그중에서도 ’IDS‘와 ’HLA-DRA‘라는 두 가지 단백질이 가장 결정적인 예측 인자로 나타났다. IDS는 조직의 강도와 유연성을 주는 당 분자를 분해하는 역할을 하며, HLA-DRA는 면역 체계 활성화에 관여한다.

흥미로운 점은 이러한 단백질들의 예측 능력이 유전적 요인에 크게 의존하지 않았다는 것이다. 유전적 위험도가 낮은 아이들에게서도 이 단백질 수치는 발병 위험을 정확히 가리키고 있었다.

반대로 당뇨병 발병 억제와 관련된 '보호 단백질'도 발견됐다.

'TIMP3'와 'ADA' 같은 단백질은 과도한 면역 반응을 억제하고 인슐린 생산을 개선하는 데 도움을 주는 것으로 나타났다. 특히 TIMP3는 혈당 안정화에 기여하는 것으로 알려져 있어, 이들의 균형이 깨지는 것이 질병의 시작일 수 있음을 시사한다.

연구팀은 이러한 바이오마커가 운명을 결정짓는 '확정적 결과'는 아니라고 강조했다.

대신 혈압 측정처럼 현재의 위험도를 알려주는 지표로 활용하여, 환경적 유해 물질(PFAS 등) 노출을 줄이거나 면역 체계가 췌장을 본격적으로 공격하기 전 생물학적 변화를 바로잡는 조기 치료의 근거가 될 수 있다.

연구진은 이러한 결과를 바탕으로 탯줄 혈액 내 특정 단백질 패턴이 유전적 배경과 무관하게 제1형 당뇨병의 초기 발생 경로를 반영하며, 이를 통해 증상 발현 수년 전부터 위험군을 선별하여 선제적으로 대응할 수 있다고 결론지었다.