📜오늘 우리가 살펴볼 연구는?
- Califf R. M. (2018). Biomarker definitions and their applications. Experimental biology and medicine (Maywood, N.J.), 243(3), 213–221.
👉🏻 이번 연구의 시작점
여러분은 혹시 특정한 생체 반응이 앞으로의 우리 몸 상태를 알려줄 수 있다는 사실을 알고 계셨나요?
질병의 진단, 치료제의 체내 효과, 질병의 진행 가능성 등을 알려주는 생체 반응을 '바이오마커' 라고 불러요! 🦠
🤔 바이오마커에 관한 혼란
바이오마커는 질병의 유무, 치료제에 대한 반응, 예측, 예후, 안전성, 질병 진행가능성 등 다양한 역할을 수행할 수 있어, 치료 계획을 수정하는 등 여러 의료 상황에서 매우 중요해요!
하지만 기술 발전을 통해 방대한 양의 생체 반응 정보가 쌓이고 있고, 생물학적 반응이 복합적으로 일어나기 때문에 바이오마커에 대한 명확한 정의가 이루어지지 못하고 있는 상황이에요 😢
보다 명확한 바이오마커의 정의와 적용을 위해 FDA와 NIH는 "Biomarkers, EndpointS, and other Tools (BEST)" 라는 공동의 문서를 공개하고 있습니다 🤗
BEST 문서에 따라 바이오마커 종류별 정의와 특징을 알아볼까요?
⚡️ 바이오마커의 7가지 종류와 특징
1. 진단 바이오마커 (Diagnostic biomarkers)
진단 바이오마커는 질병이 있는지, 없는지를 알려주는 생체 지표입니다
진단 바이오마커에서 중요한 논쟁점은 위양성률의 정도에 있어요.
건강한 사람을 환자로 오해하는 확률을 '위양성률' 이라고 하는데, 질병마다 바이오마커를 여러 번 측정하는 것에 대해 환자가 느끼는 부담 정도가 다르기 때문에, 흔하지 않은 질병에 대한 위양성률은 낮아야 해요!
- 고혈압 같은 흔하고 측정하기 쉬운 질병의 경우에는 위양성률이 높아도 크게 문제가 되지 않지만,
- 난소암이나 췌장암과 같은 흔치 않고, 바이오마커를 측정하기 어려운 질병의 경우, 반복적인 측정을 피하기위해 위양성률이 낮은 진단 바이오마커가 사용되어야 해요 🤢
2. 모니터링 바이오마커 (Monitoring biomarkers)
모니터링 바이오마커는 연속적으로 측정해 질병이나 상태를 평가하는 생체 지표에요! 개념이 넓어, 다른 바이오마커들의 개념을 포괄하기도 한답니다!
의약품을 개발할 때, 약물이 안전하게 사용될 수 있는 임계값을 설정할 수 있도록 함으로써, 환자의 안전을 보장해줄 수 있어요 !
또한, 치료법으로 사용될 후보 약물들 중 어떤 것이 개발을 지속해도 괜찮을지 판단하는 데에도 사용될 수 있답니다 💊
3. 약동학/반응 바이오마커 (Pharmacodynamic/response biomarkers)
약물이나 환경 요인을 노출시켰을 때, 그에 대한 반응을 보여주는 지표에요! 이 바이오마커가 변하는 수치에 따라 약물의 적정 투여량을 결정할 수 있답니다!
❗하지만 해석이 쉽지 않고, 이 바이오마커의 수치 변화가 약동학적인 반응을 반영하지 않는 경우도 있기 때문에 주의가 필요해요!
예를 들어, 정맥에서 혈전 용해제를 주사했을때 약동학/반응 바이오마커는 이 약물의 동태를 추적할 수는 있지만, 실제로 혈전에 어떻게 작용하는지 알려주는 것은 아니에요 🔬
4. 예측 바이오마커 (Predictive biomarkers)
예측 바이오마커가 있거나, 수치가 변화한다면 치료나 환경 노출에 대해 어떻게 반응할지를 예측하도록 도와줄 수 있어요!
치료 방법에 따라 나타나는 예측 바이오마커는 그 약물이나 조건에 대한 긍정적이거나 부정적인 영향을 알려주기 때문이에요 👍
예측 바이오마커를 이용하면
➡️ 개발 중인 치료법이 효과적일 것으로 예상되는 사람들을 알 수 있고,
➡️ 그 사람들을 대상으로 많이 실험하면 이 치료가 실제로 효과를 보이는지, 아닌지 명확히 알 수 있어서,
치료 약물 개발 초기에 필수적인 바이오마커랍니다!
5. 예후 바이오마커 (Prognostic biomarkers)
예후 바이오마커는 이미 질병이나 관련 특징을 가지고 있는 환자들을 대상으로, 질병의 재발 여부나 질병의 진행 가능성에 대해 알려주는 생체 지표에요!
앓고 있는 질병이 향후 진행될 방향을 알려주기 때문에, 집중 치료 기간이나, 입원 기간 등을 결정하는 데에 사용되고 있답니다
6. 안전 바이오마커 (Safety biomarkers)
약물이나 환경적인 요인에 노출시키기 전이나 후에 측정하는 바이오마커로, 이러한 개입이 부작용을 일으킬 가능성과 그 정도를 알려줍니다!
예를 들어, 다양한 세균 감염을 치료하고 예방하는 항생제 Erythromycin lactobionate를 처리했을 때, 길어진 QT 간격은 부정맥 다형 심실빈맥을 일으킬 수 있다는 안전 바이오마커가 될 수 있어요!
🧐QT 간격이 뭐야?
<심전도(ECG) 그래프>
긴 QT 간격 증후군 - 심장 및 혈관 장애 - MSD 매뉴얼 - 일반인용 (msdmanuals.com)
7. 감수성/위험 바이오마커 (Susceptibility/risk biomarkers)
감수성/위험 바이오마커는 현재는 해당 질병을 앓고 있지 않은 사람으로부터 질병이 발생할 가능성이 있는지 보여주는 바이오마커에요
즉, 건강한 사람이 질병을 앓게 되는 바로 그 "🔄️전환점"에서 보여지는 특징적인 생체 반응이랍니다!
질병을 가지고 있지 않은 사람을 대상으로 측정하는 지표라는 점에서 예후 바이오마커와 구분될 수 있어요🗂️
👀 Surrogate (대리지표)로서 바이오마커
이렇게 바이오마커의 다양한 종류와 각각의 특징을 살펴보았어요! 이런 유용한 생체 지표인 바이오마커를 이용해 임상적인 변화가 일어날 것이라고 판단하는 것은 '대리' 판단인데요,
바이오마커가 실제로 임상에서 대리 지표로서 사용되려면 실제 질병의 원인과 결과, 바이오마커의 존재나 수치 변화를 모두 확인할 수 있는 많은 임상 실험을 통해 일반화하는 것이 필요해요!
그러나 사실, 대부분의 바이오마커는 대리지표로서 사용되지 못하고 있어요😥
4가지 케이스로 분류해서 설명해드릴게요!
Intervention을 의약품이나 환경 요인에 의한 노출 (치료), Surrogate End Point를 대리 지표로 보면
(A) 질병의 메커니즘과 바이오마커의 메커니즘이 실제 임상결과와 다른 메커니즘으로 작용하는 경우로, 판단의 근거와 질병의 메커니즘이 실제로 다른 경우를 말해요.
(B) 치료가 나타나는 바이오마커에 영향을 미치고, 이 지표가 실제 임상 결과에도 영향을 미치지만, 이 결과에 다른 요인도 영향을 미칠 수 있는 경우로, 바이오마커가 확실한 대리지표가 될 수 없는 경우에요.
(C) 치료가 실제 임상 결과에 영향을 미치지만, 이 치료가 바이오마커와는 연관이 없는 경우로, 치료와 바이오마커의 작용이 달라 대리지표가 될 수 없어요.
(D) 질병과 바이오마커의 메커니즘 차이, 다른 요인의 존재, 치료와 바이오마커가 연관되지 않은 경우로, (a), (b), (c) 모두의 문제점이 나타나는 경우에요
🔮 바이오마커의 개발 방향
실제 생물학적 반응은 직관적이고 뚜렷하기보단, 수많은 요인들에 의해 복합적으로 작용하고 있어요 🙀
게다가 웨어러블 기기 등의 발전이 지속적으로 방대한 양의 생체 지표 데이터를 측정하고, 축적하도록 돕고 있어요
이처럼 수많은 생체 정보들을 복합적으로 이해하고 합리적으로 이해되는 바이오마커를 개발하기 위해서는 여러 다양한 분야가 힘을 합쳐, 바이오마커에 대한 탄탄한 과학적 근거를 만들어야해요!
🖊️작성자: 하예지 (hyj9095@naver.com)
읽어주셔서 감사합니다!
다음 글에서 만나요 ✋🏻 :)
🌟밝히자, 바이오 세상🌟
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