관상동맥 협착증은 심장근육에 산소와 영양분을 공급하는 관상동맥이 좁아지는 병으로, 그 협착 정도가 심한 경우에는 스텐트 삽입술과 같은 치료가 필요하다. 관상동맥조영술은 관상동맥의 협착 정도를 확인하기 위한 표준 검사이지만, 정확한 협착 정도를 판단하여 스텐트 삽입의 필요성을 결정하는 데에, 그리고 스텐트 삽입의 적정성을 판단하는 데에는 많은 제한점이 있다. 때문에, 보다 정교한 관상동맥질환의 진단 및 치료를 위해서 여러 가지 보조도구가 사용되며, 대표적인 보조검사 기구로 혈관내초음파(이하 IVUS) 검사와 분획혈류예비력(이하 FFR) 검사가 있다. 전자는 초음파로 관상동맥 내 동맥 경화의 모양과 성상, 혈관의 내경 크기를 보는 검사이고, 후자는 협착으로 인한 혈류의 감소를 측정하는 검사이다. 두 가지 검사 모두 관상동맥조영술만을 사용한 진단과 치료보다 우월하다는 것이 기존의 연구에서 밝혀져서 임상에 사용되나, 두 가지 보조기구가 관상동맥질환 환자의 진단과 치료에 어떠한 영향을 끼치는지 직접적으로 비교한 대규모 연구는 없었다.

본 연구에서는 관상동맥질환 환자의 진단과 치료 보조 도구로 IVUS와 FFR을 비교하기 위해, 관상동맥질환 환자를 IVUS군과 FFR군에 1:1로 무작위 배정하였다. 보조기구로 측정한 협착 정도에 따른 스텐트 삽입술의 기준은 미리 설정하여 연구의 통일성을 유지하였다. 담당 의료진은 관상동맥 협착증의 진단과 치료에 관상동맥조영술과 더불어 배정된 보조도구를 사용하여 스텐트 삽입술의 필요성을 판단하고, 스텐트를 삽입한 경우에는 적정성을 분석하였다. 본 연구의 1차 결과지표는 사망사건, 심근경색, 재관류술을 포함한 통합임상이벤트였으며, 추적관찰은 총 2년 동안 시행되었다. 본 연구는 IVUS군과 비교하였을 때 FFR 군이 비열등할 것이라는 가설 하에 진행되었다. 2차 결과 지표로는 1차 결과지표의 항목들, 삽입된 스텐트의 길이와 개수, 그리고 설문으로 파악한 환자의 주관적인 증상과 삶의 질로 설정하였다.

한국과 중국의 18개 기관에서 총 1682명의 환자가 본 연구에 등재되었으며, FFR군에서는 IVUS군에 비해 상대적으로 목표혈관 스텐트 삽입빈도가 43% 낮았고, 두 가지 항혈소판제 처방 빈도도 19% 낮았다. 이러한 적은 시술과 적은 투약에도 불구하고, 총 2년 동안 추적관찰한 결과, 임상적 이벤트의 발생율은 IVUS 군에서 8.5%, FFR 군에서 8.1%로, FFR 군의 비열등성을 만족하였다. 1차 결과지표의 각각 항목도 양군에서 차이가 없었으며, SAQ 설문으로 파악한 환자의 주관적인 증상 및 삶의 질도 양군에서 유사하였다.

본 연구는 세계 최초로 관상동맥질환 환자의 진단과 치료 보조 도구로 IVUS와 FFR을 비교한 무작위 배정 임상연구이다. IVUS과 FFR은 서로 관상동맥협착을 평가하는 초점이 다르고, 의료진도 다른 목적으로 사용하게 된다. 하지만, 두 가지 모두 관상동맥질환자의 치료를 한 단계 발전시킨 보조기구이며 임상에서 매우 흔하게 사용되는 기구로서, 두 보조기구의 효능을 무작위 배정 연구를 통해 직접 비교 분석하는 것이 중요하지만 아직까지 이에 대한 대규모 임상연구가 없었다. 이에 FLAVOUR연구 결과는 임상적으로 중요한 이 질문에 해답을 제시하였고, 본 연구팀은 향후 고위험 환자군에서 IVUS과 FFR의 비교, 관상동맥질환자에서 어떠한 요인이 임상이벤트를 결정하는지, 장기추적관찰의 효과가 어떤지, 비용효과 측면에서 어떤 기구가 더 우월한지, 등을 추가적으로 분석할 예정이다.

우리 몸에 존재하는 수많은 장내 미생물들은 숙주인 인간과의 긴밀한 상호작용을 통해 인체의 정상적인 기능 및 질병의 발생에 핵심적인 역할을 수행하고 있음이 널리 알려져 있다. 본 연구팀은 이러한 장내 미생물들의 인체의 건강 및 질병에의 관계를 살펴보기 위해서 서울대병원 건강증진센터에서 건강검진을 받은 5천여 명의 수진자들로부터 대변 샘플을 수집하여 이들의 각종 건강 정보와의 장내 미생물과의 관계를 파악하기 위한 코호트를 구축하였다. 이번 연구는 이들 중 복부 지방을 정량적으로 측정하는 복부CT를 시행받은 1,843명의 수진자를 대상으로 하여 이들 중 남녀별로 내장 지방량이 적은 수진자와 많은 수진자를 구분하여 총 99명에 대해서 장내 세균총을 분석하였다. 분석 결과 내장지방량이 적은 군에서는 내장비만군에 비해 종(strain) 수준에서 비피도박테리움 비피덤(Bifidobacterium bifidum)과 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum)이 유의하게 많이 분포함을 확인하였다. 비만 마우스 모델 실험에서 비피도박테리움 비피덤 또는 비피도박테리움 롱검을 고지방식과 같이 마우스에 먹였을 경우 같은 종이라도 균주에 따라 비만을 억제하는 능력이 다른 것을 확인하였고 이를 통해 비만을 억제하는 비피토박테리움 비피덤 1종과 비피도박테리움 롱검 1종을 발굴하였다. 비만 마우스 모델에서 고지방식이와 비만억제 균주를 같이 복용하면 지방조직에서 산화적 인산화 (oxidative phosphorylation)가 증가된다는 사실을 RNA-sequencing을 통해서 확인하였다. 최종적으로 비만억제 효과가 다른 균주의 영향을 받지 않음을 확인하기 위해서 무균 마우스 (Germ-free mouse)에 고지방식과 비만억제 균주를 투여하면 대조군에 비해서 유의하게 비만이 억제되는 것을 확인하여 비만 억제 효과가 비만 억제 균주의 단독 효과임을 증명하였다. 연구팀은 다중오믹스(multi-omics) 분석을 통해 비만억제 균주의 기전을 증명하였는데, 먼저 마우스 조직들의 유전체, 전사체 분석을 통해 비만 억제 균주 복용 시 담즙산 대사 증가, 산화적 인산화 관련 유전자 발현이 증가하는 것을 규명하였고 또한 혈청 대사체(metabolomics) 분석을 통해 pyruvic acid와 2-pentadecanone이 비만억제 균주 복용 시 증가하여 비만 대사를 조절하는 것을 밝혀냈다. 또한, 비만 억제 균주를 고지방식이와 같이 투여 받은 마우스는 대조군에 비해서 체중감소 효과 외에도 지방간 개선, 혈당감소 효과도 있어 향후 항비만제로의 가능성뿐만 아니라 관련 대사증후군 치료제로 개발될 가능성도 보여주었다.

단일세포전사체 (Single-cell RNA sequencing, scRNA-seq) 자료는 모든 유전자의 전사체량을 세포 수준에서 측정하는 기술로 종양, 자가면역질환 등의 정밀의료 발전에 크게 기여할 것으로 기대된다. 하지만 빠른 속도로 커지고 있는 데이터의 크기를 분석 알고리즘이 따라가지 못하고 있는 실정이다.

본 연구에서는 기존에 경제학과 역학에서 널리 사용된 조건부 회귀분석 (conditional regression analysis)과 특이값분해-고윳값분해 동등성 (Singular-value decomposition/Eigen decomposition equivalence)을 이용해 단일세포전사체 자료에서의 차원 축소 (Dimension reduction)와 변수 선택 (Feature selection)을 1000배 더 빠르고 효율적으로 수행할 수 있는 알고리즘인 FastRNA를 개발하였다. FastRNA를 이용하면 기존에 수 TB에 달하는 단일세포전사체 자료를 개인용 컴퓨터에서 수 분 이내에 분석할 수 있을 뿐 아니라 근사법이 아닌 수학적 동등성으로 최적화가 이뤄져 더 정확한 결과를 얻을 수 있다.

심방세동은 젊은 성인에서는 낮은 유병률을 보이지만, 발병 시 심부전, 심근경색, 뇌졸중과 사망의 위험을 높일 수 있어 기대 여명이 긴 젊은 성인들에게 심방세동 예방은 중요하다고 볼 수 있다. 알코올 섭취는 심방세동의 위험 인자로 잘 알려져 있으나, 음주가 활발한 젊은 성인에서 알코올 섭취가 심방세동 발병에 가지는 임상적 중요성에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 본 연구는 국민건강보험공단 데이터베이스로부터 2009년부터 2012년 사이 4년간 매년 건강검진을 수검한 20-39세 젊은 성인의 음주량에 따른 심방세동 발병률을 파악하였다. 연구 결과 젊은 성인에서 중등도 이상 음주 (주당 105g이상, 주종에 상관없이 14잔 이상) 를 지속할 경우 비음주자에 비해 최대 47%까지 심방세동 발병 위험이 높은 것으로 나타났다. 주당 105g이상의 중등도 이상 음주가 있었던 해를 ‘알코올 부담 (alcohol burden)’ 이 있었던 해로 정의하여 네 해 동안 알코올 부담에 따라 최소 0, 최대 4의 5개 그룹으로 나누어 분석하였을 때, 알코올 부담 1, 3, 4 군에서 각각 심방세동의 위험이 14%, 16%, 25% 증가하였다. 또한, 경량 음주에 1점 (주당 105g 미만의 음주), 중등도 음주에 2점 (주당 105-210g 음주), 중증 음주에 3점 (주당 210g 이상의 음주) 로 점수를 부여하여 4년간 알코올 섭취량에 따라 최소 0점, 최대 12점의 13개 그룹으로 나누어 분석하였을 때는 11점과 12점 그룹에서 심방세동의 위험이 크게 증가하였으며 가장 점수가 높은 12점 그룹의 경우 4년간 음주하지 않은 0점 그룹에 비해 심방세동 발병 위험이 47% 높았다. (그림 참고)

이러한 결과는 국민건강보험공단 데이터베이스를 이용하여 젊은 성인에서 음주에 따른 심방세동 발생 위험 증가를 밝혀 냄으로써 과도한 음주습관과 심방세동의 발병 상관관계를 알려 생활습관 교정을 통한 심방세동 위험도 감소의 필요성을 보고하였다.