Address reprint requests to Kyong Jin Cho, MD, PhD Department of Ophthalmology, Dankook University Hospital, 201 Manghyang-ro, Dongnam-gu, Cheonan 31116, Korea 안구건조증은 눈물생성이 부족하거나 눈물막이 정상보다 빠르게 소멸되어 눈물막이 불안정하게 되고 이에 따라 이물감 및 따가움 등 여러 증상이 발생하는 질환이다. 중증도는 경미한 증상에서부터 시력을 위협할 정도로 각, 결막에 손상을 일으키는 경우까지 매우 다양하며, 세계 안구건조증 발생률은 14-33％이고 국내 안구건조증 발생률은 16.2%, 그리고 65세 이상 고령층의 유병률이 33.2%로 보고되고 있을 정도로 안과 산업 전반에 있어 단일 질환으로는 가장 환자 수가 많고 경제적 규모가 큰 질환이다[1-3].
안구건조증은 눈물양이 부족하거나 눈물성분의 이상으로 눈의 불편감과 시력장애, 눈물막의 불안정성과 안구표면의 손상을 야기하는 눈물막 질환으로 알려져 있으며, 최근에는 안구 표면 및 눈물샘의 염증 반응이 중요 병인으로 거론되고 있다. 하지만 안구건조증은 아직 정확한 병인을 모르고 있으며 심할 경우 각, 결막에 여러 합병증을 초래하고 스테로이드 등 여러 약물의 복합사용으로 녹내장을 비롯한 합병증을 초래하기도 한다[4-6].
또한 미세먼지 및 황사 등으로 인한 환경오염, 컴퓨터 작업과 같이 집중을 요하는 업무를 하는 것에 의한 낮은 눈 깜박임의 빈도, 콘택트 렌즈 사용 등에 의한 눈물 소실 등 여러 요인에 의해 안구건조증을 호소하는 사람들이 점차 증가하고 있다. 특히, 안구건조증은 방치하였을 경우 시력 저하를 일으키는 원인이 될 수 있으며, 약물요법만으로는 빠르게 완쾌되지 않는 문제를 가지고 있다.
최근 항암 및 항산화 작용을 하는 것으로 알려진 티아이소크라이시스 루테아(Tisochrysis lutea)는 해양미세조류의 하나로, 농림축산식품부 고시 사료 등의 기준 및 규격 제4조 및 별표 1에 명시되어 현재 해외뿐 아니라 국내 양식 산업에서도 이매패류, 해삼, 사우 및 어류 등의 단미사료로 사용되고 있다.
티아이소크라이시스 루테아는 여러 가지 비타민, 미네랄, 오메가-3 EPA, DHA, 갈조소(fucoxanthin) 등을 다량 함유하고 있으며, 해양 미량 원소들을 함유하고 있어 영양학적으로도 우수한 식품 소재로 알려져 있으며, 엽록소 및 카로티노이드 화합물들을 함유하고 있어 체지방 개선, 눈 보호, 항산화 능력이 우수해 피부 보호 효과 및 노화방지도 기대할 수 있는 소재이다. 특히 갈조소의 항산화, 항암, 항비만, 항당뇨 및 항염 기능[7-11] 및 고도불포화지방산(polyunsaturated fatty acid)의 항산화 기능을 감안할 때, 안구건조증에 대한 주요 치료효과를 나타낼 것으로 판단된다[12,13].
따라서 본 연구는 티아소크라이시스 루테아 분말의 인체 적용시험을 통해 안구건조 증상들에 대한 유효성을 검증하며, 안구건조증 개선을 위한 개별인정형 소재로써의 가능성을 판단하고자 하였다.
대상과 방법
본 연구는 2022년 2월 16일부터 2024년 2월 15일까지 다음 다섯 가지 기준에 충족하는 피험자 100명을 대상으로 하였다: 1) 만 19세 이상 75세 미만의 성인 남녀, 2) 스크리닝 시점에 안구건조 증상(건조함(dryness), 불편감(discomfort), 이물감(foreign body sensation), 통증(pain), 시력변동(vision fluctuation) 등을 가진 자로 안구표면질환지표(ocular surface disease index, OSDI) 설문을 통해 총점 13-32 이내인자, 3) 하루 4시간 이상 컴퓨터, 스마트폰, 모바일 디바이스와 같은 디지털 기기를 사용하는 대상자, 4) 본 연구기간 동안 제공하는 인체적용시험식품 이외의 인공누액 및 점안제 등을 사용하지 않는 것에 동의한 자, 5) 본 임상시험을 이해할 수 있고, 자발적으로 서면 동의한 자.
총 100명의 피험자가 무작위배정에 따라 각 군에 50명씩 배정되었고 93명의 피험자(시험군 45명, 대조군 48명)가 정상적으로 연구를 완료하였다. 무작위 배정 이후 총 7명의 피험자가 연구를 종료하지 못하였는데 이 중 5명은 동의 철회, 2명은 인체적용시험 참여 중 타 임상시험에 참여하였기에 중도탈락 되었다. 또한 안구건조증으로 약물 치료 중인 경우(단, 2주 wash-out 후 참여가능), 임상적으로 유의한 각막 표면질환, 비정상적인 각막 민감성, 비정상적인 눈물 과다 등으로 임상시험 결과의 해석에 혼돈을 줄 수 있는 경우, 망막수술 및 망막레이저 치료 중인 대상자 및 1년 이내에 안과 수술력(라식 혹은 라섹 수술 포함)이 있는 경우, 스테로이드, 면역억제제를 투여하는 경우, 전방 포도막염, 전방 안검염, 스티븐-존슨 증후군(Steven-Johnson syndrome) 등의 활동성 안감염 증상을 가진 경우, 안구 알레르기가 있거나 현재 알러지성 눈 질환의 치료를 받고 있는 경우(항히스타민제 사용 등), 자가면역질환 환자, 각막 이식 또는 신경영양 각막염(neurotrophic keratitis)의 과거력이 있는 경우, 양안 중 한쪽 이상에서 안압이 25 mmHg 이상이거나 녹내장으로 진단 받은 경우, 스크리닝 전 90일 이내에 실리콘 눈물점 폐쇄술(silicone lacrimal punctal occlusion) 또는 눈물점소작술(cauterization of the punctum)을 받은 경우(단, 콜라겐 눈물점 폐쇄술 환자는 등록 가능), 스크리닝 전 72시간 이내 콘택트렌즈를 착용했거나 임상시험 기간 동안 콘택트렌즈를 착용해야 하는 경우, 심근경색, 협심증, 출혈장애 등 심혈관 질환으로 약물을 투여 중이거나 치료 중인 자 또는 협심증으로 시술을 받았거나 심부전으로 진단받은 경우, 천식, 만성폐쇄성 폐질환의 병력이 있는 경우, 혈액응고장애 또는 진단을 받은 자 또는 근육병증 진단을 받은 경우, 간염이나 신부전의 기왕력을 가진 경우, 조절되지 않는 고혈압 환자(160/100 mmHg 이상) 또는 조절되지 않는 당뇨병 환자(공복 혈당 180 mg/dL 이상 또는 3개월 이내 당뇨로 인해 새로운 약제를 복용하고 경우, 스크리닝 시 중증의 간기능 장애(aspartate transaminase, alanine aminotransferase 수치가 정상 상한치 3배 이상), 신기능장애(serum creatinine 수치가 정상 상한치 2배 이상)가 있는 경우, 시험 참여 전 3개월 이내 시험약물을 포함한 다른 임상시험에 참여한 적이 있는 자(단, 의료기기 및 점안제 임상시험은 종료 1개월 이후 참여 가능), 임신 또는 수유 중이거나 인체적용시험 기간 동안 임신 계획이 있는 경우, 약물 또는 알코올 남용의 기왕력자는 연구대상에서 제외되었다.
피험자들은 티소크라이시스 루테아 분말 시험식품(또는 대조식품 말토덱스트린)을 1일 3회, 아침 점심 저녁 식후 1캡슐씩 경구 섭취하였으며, 1회 투여량은 300 mg 캡슐 1개이고, 1일 투여량은 총 900 mg이다. 기간은 처방일(baseline)부터 12주간 섭취하였다.
피험자는 방문 시마다 안구건조증 자각 증상 점수 설문조사(OSDI)를 시행하였다. OSDI는 일상생활과 특정 상황에 따른 증상 정도를 묻는 12개의 항목으로 구성되어 있고, 환자는 각 항목에 대하여 0에서 4점으로 점수를 매기며, 전체 점수는 각 점수의 총합을 답변한 질문 수로 나누어 계산한 후 0에서 100점으로 환산하였다.
눈물막파괴시간(tear break-up time, TBUT) 측정은 황색 필터를 이용한 코발트블루 광원의 세극등 조명하에 플루오레세인 염색 후 눈을 깜박이게 한 후 마지막으로 깜박인 시점부터 플루오레세인으로 염색된 눈물층에서 검은점, 줄의 형태 또는 플루오레세인의 결손이 관찰될 때 까지의 시간을 초 단위로 측정하였다. 측정결과는 3회 반복 측정하여 평균값을 사용하고 소수점 첫째자리까지 기록하였다. 비침습적 눈물막파괴시간 검사는 안구에 별도의 염료를 주입하지 않고, 대상자가 눈을 몇 차례 깜박인 후 약 15초간 뜬 상태에서 전안부에 빛을 조사하며, 투영된 방사선 그리드선이 수차의 변화에 의해 변형되는 시점까지를 관찰하여 TBUT를 측정하였다(Keratograph® 5M; OCULUS, Optikgerate, Germany). TBUT를 대상자가 마지막으로 눈을 깜빡거리는 순간부터 기계가 자동으로 감지하는 각막 표면의 고리 모양이 변화를 일으키는 순간까지의 시간을 측정하였다. 각막 위에 22개의 동심원(placido ring)을 투사한 후, 내장된 소프트웨어를 이용하여 각막을 8개의 원과 24개의 방사형 직선으로 구분된 192개의 영역으로 분획하고, 분획된 각 영역은 투사된 동심원이 일그러질 때 TBUT를 기록하였다. 첫 번째로 눈물막이 파괴되는 시간은 비침습적 첫눈물막파괴시간(non-invasive keratograph first break-up time, NIKfBUT), 검사 종료 시까지 발생한 모든 지점의 눈물막파괴시간의 평균값으로 비침습적 평균 눈물막파괴시간(non-invasive keratograph average break-up time, NIKav-BUT)으로 제시하였다. NIKf-BUT값과 NIKav-BUT값은 소수점 첫째 자리까지 측정하여 기재하였다.
각막 염색 검사(corneal staining)는 미국국립안연구소(The National Eye Institute/Industry, NEI Scale) 기준으로 각막을 5구역으로 구분하고 각각의 구역의 등급을 0점에서 3점으로 평가한 후 합계를 구하였다(총점 0-15점). 결막 염색 검사(conjunctival staining)는 결막을 두 구역으로 구분하고(nasal, temporal), 각각의 구역의 등급을 0점에서 5점으로 평가한 후 합계를 구하였다(Oxford grading system, 총점 0-10점).
쉬르머 검사(Schirmer’s test)는 쉬르머 검사지(Eagle Vision Inc., Menphis, TN, USA)를 이용하며, 점안마취를 이용하지 않았다. 쉬르머 검사지의 한쪽 끝을 접어 아래 눈꺼풀 바깥쪽 1/3 지점에 아래 눈꺼풀을 당긴 후 걸어서 접힌 부분이 결막낭 내로 들어가게 하여, 5분이 지난 후 쉬르머 검사지를 제거하여 파란색으로 젖은 부분의 길이를 mm 단위로 측정하며 소수점 첫째 자리까지 기록하였다.
1차 기능성 평가변수는 기저치 대비 12주 시점의 OSDI 점수의 변화량을 사용하였다. 2차 기능성 평가변수는 기저치 대비 6주 시점의 OSDI 점수의 변화량, 기저치 대비 6주, 12주 시점의 OSDI 세부 척도 점수의 변화(안구 증상 5문항: ocular symptoms, 시력 관련 기능 4문항: vision related function, 환경 유발 요인 3문항: environmental triggers), 기저치 대비 6주 및 12주 시점의 쉬르머 검사 점수(mm)의 변화량, 기저치 대비 6주 및 12주 시점의 TBUT 점수(초)의 변화량, 기저치 대비 6주 및 12주 시점의 NIKf-BUT 점수(초)의 변화량, 기저치 대비 6주 및 12주 시점의 NIKav-BUT 점수(초)의 변화량, 기저치 대비 6주 및 12주 시점의 각막 염색 검사 점수(grade)의 변화량, 기저치 대비 6주 및 12주 시점의 결막 염색 검사 점수(grade)의 변화량을 사용하였다. 또한 안전성 평가는 이상반응, 실험실 검사(혈액학적검사, 혈액화학적검사, 소변검사), 활력징후(혈압, 맥박)를 사용하였다.
연구는 전향적 연구로써 헬싱키선언을 준수하였으며, 단국대학교병원 IRB (IRB number: 2021-12-011)에 승인을 받았다. 연속형 변수는 평균과 표준편차를, 범주형 변수는 빈도와 백분율을 제시하였다. 각 시점에서 군 간의 평균을 비교하기 위해 t-test 또는 Mann-Whitney를 실시했으며, 빈도를 비교하기 위해 chi-square test를 실시하였다. 기능성 평가를 위해 기저시점, 6주 후 및 12주 후의 평균과 표준편차를 제시하며, 반복측정 분산분석을 통해 군간 평균과 시간에 따른 군 간 평균 변화 양상을 평가하였다. 반복측정 분산분석 수행 시 인구학적 특성에서 군 간 유의한 차이를 보이는 변수는 보정하였다. 통계분석의 유의수준은 5%, 양측검정을 원칙으로 하였다.
결 과
본 연구는 시험군 45명, 대조군 48명으로 전체 93명의 피험자를 선정하였다. 전체 피험자의 성별은 여성이 63명(67.7%), 남성이 30명(32.3%), 평균연령은 38.7 ± 10.9세로 시험군과 대조군 간 유의적인 차이는 없었다. 체질량지수, 혈압, 병력 및 병용약물 등의 신체적 특성 및 흡연력, 음주력, 식습관, 운동력 등의 생활습관 등에서도 군 간 유의적인 차이를 보인 항목은 없었다(Table 1).
1차 기능성 평가변수에 대한 분석은 기저치 대비 12주 시점의 OSDI 점수의 변화량을 분석하였다. 기저치에서 시험군 19.78 ± 4.42와 대조군 21.35 ± 5.12로 평균 차이는 없었으나 섭취 12주 후 시험군 13.27 ± 6.93, 대조군 18.48 ± 7.85로 평균 차이를 보였다. 시험군은 기저치 대비 섭취 12주 후 6.51점 낮아졌으며, 대조군은 2.88점 낮아졌다. 두 군의 OSDI의 평균은 다르다고 할 수 있으며(p = 0.002) 이는 시간이 지남에 따라 달라지는 양상 때문으로 볼 수 있다(p-interaction = 0.004) (Table 2, Fig. 1).
2차 기능성 평가변수에 대한 분석은 다음과 같다. 우선 기저치 대비 6주 시점의 OSDI 점수의 변화량기저치에서 시험군 19.78 ± 4.42와 대조군 21.35 ± 5.12로 평균 차이는 없었으나 섭취 6주 후 시험군 15.56 ± 5.95, 대조군 19.31 ± 6.36으로 평균 차이를 보였다. 시험군은 기저치 대비 섭취 6주 후 4.22점 낮아졌으며, 대조군은 2.04점 낮아졌다(Table 3). 또한 기저치 대비 6주, 12주 시점의 OSDI 세부 척도 점수의 변화 분석 결과, OSDI 세부 척도 중 안구 증상 변화는 기저치에서 시험군 3.62 ± 2.03과 대조군 4.21 ± 2.40으로 평균 차이는 없었으나 섭취 12주 후 시험군 2.49 ± 1.66, 대조군 3.73 ± 2.63으로 평균 차이를 보였다. 시험군은 기저치 대비 섭취 12주 후 1.13점 낮아졌으며, 대조군은 0.48점 낮아졌다. 두 군의 안구증상 점수의 평균은 다르다고 할 수 있으며(p = 0.043) 이는 시간이 지남에 따라 달라지는 양상 때문으로 볼 수 있다(p-interaction = 0.032) (Table 4, Fig. 2). 시력 관련 기능 변화는 시험군 2.56 ± 1.49와 대조군 2.71 ± 1.57로 평균 차이는 없었으나 섭취 12주 후 시험군 1.64 ± 1.37, 대조군 2.40 ± 1.67로 시험군은 기저치 대비 섭취 12주 후 0.91점 통계적으로 유의하게 낮아졌으며(p < 0.0001), 대조군은 0.31점 낮아졌으나 유의하진 않다. 두 군의 시력 관련 기능 점수의 평균 변화는 시간이 지남에 따라 다르다고 할 수 있다(p-interaction = 0.029) (Table 4, Fig. 3). 환경 유발 요인 변화는 시험군이 기저치 3.00 ± 1.52, 섭취 12주 후 2.09 ± 1.73으로 0.47점 낮아졌으나(p < 0.0001) 시간에 따른 군 간 비교에서는 유의하지 않았다(Table 4, Fig. 4).
기저치 대비 6주 및 12주 시점의 쉬르머 검사 점수(mm)의 변화량 분석에서 우안의 평균은 기저치에서 시험군 8.58 ± 4.62, 대조군 8.56 ± 5.69로 두 군의 평균 차이는 보이지 않았으나 섭취 12주 후 시험군은 9.91 ± 5.85, 대조군은 7.69 ± 4.70으로 유의한 차이를 보였다(p = 0.046). 또한 시간이 지남에 따라 달라지는 양상을 보였는데, 시험군은 섭취 12주 후에 평균이 통계적으로 유의하게 높아졌으며(p = 0.020) 대조군은 감소하는 양상을 보였다(p-interaction = 0.002). 좌안의 평균은 시간이 지남에 따라 달라지는 양상을 보였는데 기저치에서 시험군 7.11 ± 4.38, 대조군 8.33 ± 5.20으로 두 군 간의 유의한 평균 차이는 보이지 않았으나 시험군은 섭취 6주 후와 12주 후에 평균이 통계적으로 유의하게 높아졌으며(p = 0.026, 0.003) 대조군은 유의하게 감소(p = 0.012)하는 양상을 보였다(p-interaction < 0.0001) (Table 5, Fig. 5).
또한 기저치 대비 섭취 6주 및 12주 후 TBUT 3회 측정한 평균값(Table 6, Fig. 6), NIKf-BUT 평균값 및 NIKav-BUT 평균값(Table 7, 8, Fig. 7, 8)은군내 시간에 따른 변화 혹은 군 간의 유의미한 변화는 나타나지 않았다. 기저치 대비 섭취 6주 및 12주 후 각막 및 결막 염색 평균값 역시 군내 시간에 따른 변화 혹은 군 간의 유의미한 변화는 나타나지 않았다(Table 9, 10, Fig. 9, 10).
본 인체적용시험의 안전성 분석의 대상자는 무작위배정 된 후 인체적용시험용 식품을 1회 이상 섭취한 인체적용시험 대상자로 시험군 45명, 대조군 49명이 분석에 포함되었다. 이상반응, 활력징후, 그리고 실험실적 검사 결과를 분석하였다. 본 인체적용시험 기간 동안 시험군 1건, 대조군 4건으로 총 5건의 이상반응이 발생하였다. 군 간의 유의적 차이는 나타나지 않았다. 인체적용시험에서 보고된 이상반응을 기관별로 분류하면 호흡기계는 2건으로 모두 COVID-19와 관련된 감기 증상이었고, 피부계는 2건으로 tinea unguium 및 cellulitis, 근골격계는 left knee pain 1건으로 나타났다. 인체적용시험에서 보고된 이상반응의 증상 정도는 모두 경증(mild)으로 평가되었다. 시험군에서 나타난 이상반응은 left knee pain 1건으로 인체적용시험용 식품과의 연관성은 없음으로 보고되었다. 본 인체적용시험 기간 동안 중대한 이상반응은 나타나지 않았다. 섭취 전과 섭취 12주 후 시점에서 군 간 통계적으로 유의한 차이를 보인 활력징후 안전성 평가 항목은 없었다. 임상실험실 안전성 평가 항목 중 섭취 전과 섭취 12주 후 시점에서 두 그룹 간 통계적으로 유의한 차이를 보인 평가 지표는 없었다. 본 시험식품이 간의 지방을 감소한다는 결과와 문헌이 다수 확인되어 음주력 및 운동력과 관련된 간 기능 검사 항목의 변화를 추가적으로 살펴보았으나 음주력 및 운동력과 관련된 간 기능 검사 항목의 유의한 차이는 나타나지 않았다.
고 찰
OSDI는 안구건조 증상의 정도를 측정하는 신뢰성 있는 지표로 안구 증상, 시력 관련 기능, 환경 유발 요인의 세 부분으로 구성되어 있다. 설문지를 이용하여 총점을 계산하며 점수가 클수록 안구건조 증상이 심함을 나타낸다. OSDI 총점 변화량 분석 결과, 시험군은 섭취 6주 후부터 통계적으로 유의하게 감소하기 시작하였고, 섭취 12주 후의 변화량은 대조식품군에 비해 통계적으로 유의하게 감소하는 것을 확인하여 시험식품군의 안구건조 증상 개선에 유효한 효과가 있음을 확인하였다. OSDI의 세부 척도 중 안구 증상 변화와 시력 관련 기능변화에서 시험군의 섭취 12주의 변화량은 대조군에 비해 통계적으로 유의하게 감소하였고, 환경 유발 변화 요인 점수는 대조군과 통계적으로 유의한 차이를 확인하지 못하였다.
쉬르머 검사는 쉬르머 검사지를 이용하여 눈물 분비량을 평가한다. 본 인체적용시험에서는 양안 모두 검사를 진행하였다. 섭취 12주 후 눈물 분비 변화량을 보면 양안 모두에서 시험군에서 대조군에 비해 유의한 눈물 분비 증가를 보였으며, 좌안에서는 6주 후에도 시험군에서 대조군에 비해 유의한 눈물 분비 증가를 보였다. TBUT의 변화량 분석 및 결막 염색 검사 결과, 시험군과 대조군 모두 섭취 전 대비 섭취 후 유의한 증가를 보이지는 않았으나 각막 및 결막의 염색 점수가 뚜렷하게 감소하는 경향성이 확인되었고, 더 많은 피험자를 대상으로 연구를 진행할 경우 유의한 차이를 보일 것으로 사료된다.
현재까지 다양한 항암제가 각막 신경 매개 변수의 감소나 표피 성장 인자 수용체 인산화 억제 등의 기전을 통해 안구건조증에 유의미한 영향을 미치는 것으로 알려지고 있으며[14,15], 안구건조증 치료에 사용되고 있는 사이클로스포린 점안액 역시 항암 및 항산화 효과를 가지는 제제로 눈물 분비를 증가시킬 뿐 아니라 염증 사이토카인의 발현을 낮춤으로써 안구건조 증상을 완화한다[16]. 본 연구에 사용된 티아이소크라이시스 루테아 역시 각막 두께, 눈물량, 세포 크기를 증가시키면서 각막 세포 손상을 줄일 수 있고, NF-kB, MAPK, AKT와 같은 염증 인자의 발현을 감소시키는 것으로 보고되고 있으며[17], 이러한 기전을 통해 피험자들의 각결막염색점수가 감소하고 피험자들이 주관적으로 느끼는 안구표면질환지표 역시 감소하여 안구건조 증상에서 기인하는 불편감은 줄고 증상이 완화된 것으로 생각된다.
결론적으로, 본 인체적용시험에서 안구건조 증상의 정도를 의미하는 OSDI를 통해서 안구건조 증상이 대조군에 비해 통계적으로 유의하게 개선되는 것을 확인하였고, 쉬르머 검사를 통하여 눈물 분비량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 본 인체적용시험을 통해 티아이소크라이시스 루테아를 12주간 투여하였을 때 대조식품과 비교하여도 안전한 식품이고 안구표면질환지표 점수와 쉬르머 검사를 통한 눈물 분비량의 개선에 대한 효과를 통하여 티아이소크라이시스 루테아는 눈건강 개선에 도움을 줄 수 있는 안전한 원료라고 판단된다.
PDF Links
PubReader
ePub Link
XML Download
Full text via DOI
Download Citation
Print
