Trisomy 21 (Down Syndrome)

 

【역사적 배경】

역사적으로는 1846년 Sequin에 의해 처음으로 "Furfuraceous idiocy"라는 임상적 기술이 있었고, 1866년 Langdon Down은 같은 질환을 "Mongolian idiocy"란 학술용어로 다시 기술했지만 그 원인에 대해서는 거의 1세기를 지내오는 동안 미스터리로 남아 왔었다. 그 동안 학계에서는 두 사실에 관심을 같고 있었는데, 즉 임상적으로 환자의 모측 나이가 많고, 일란성 쌍생아에서 같이 나타나지만 이란성이나 친척에서는 나타나지 않는다는 점을 1932년 Waardenburg에 의해 체계적으로 정리되었다.

1959년에서야 Lejeune 등에 의해 Down 증후군의 병인은 47개의 염색체를 때문이고 증가된 과염색체는 21번이라는 것을 밝혀졌다. 이 시점이 세포유전학이란 학문이 실제 의학사에 등장한 시발점이라고 할 수 있어 매우 중요한 의미를 갖는다.

과거에 사용되었던 몽고증(mongolism)이란 명칭는 인종적인 편견을 암시하기 때문에 비판을 받아왔다. 따라서 오늘날에는 Anglo-Saxon 계통에서는 "Down syndrome"이란 용어를 많이 사용하지만, 유전학자들은 "21번 염색체 삼체성(trisomy 21)"이라는 세포유전학적 용어를 선호한다.

【임상소견】

Down 증후군은 가장 흔한 선천성 질환이지만 21번 염색체의 삼체성으로 나타나는 여러가지 임상적 문제점에 대해 발병기전을 정확하게 밝히지는 못하고 있다. 대부분의 Down 증후군은 출생시 임상적인 추정진단이 가능하다. 출생시 거장 먼저 발견되는 증상은 근육긴장저하증이며, 나이가 들면서 발현되는 정신박약(mental retardation)의 IQ는 대부분 25-50 정도이다.

출생시 나타나는 근력저하증(hypotonia, floppy baby)외 머리모양은 둥글면서(bradycephaly) 앞뒤가 모두 납작하고, 안검열의 외상방 경사(epicanthal fold), 홍채반점(Brushfield spot)을 보이면서 눈은 흔히 투명한 색깔이고, 사시와 백내장(cataract)이 흔하다. 코가 작고 짧으며, 넓고 낮은 비교(卑橋, broad and flat nasal bridge)로 인한 양안격리증을 나타낸다. 또한 높은 구개궁(high-arched plate), 아래로 처진 귀 모양 , 통상 입을 벌리고, 혀를 내미는 모습인데 혀의 가운데가 만곡되어 있으며(furrowed, lacking central fissure) 주름이 적고 크다. 작고 불규칙한 치아, 넓고 짧은 목의 덧살. 목이나 손이 넓고 짧으며, 특히 짧은 손가락이 특징이다. 손바닥의 원선(simian crease)이 특징적이며, 방사선검사에서의 뼈에서도 이상 소견을 보인다. 다섯 번째 손가락이 안쪽으로 굽어진 형태의 만지증(clinidactyly)과 첫째와 둘째 발가락 사이의 틈이 넓어져 있다. 성격적으로는 유순하고 부끄러움을 잘 타는 편이다.

Down 증후군에 흔히 동반되는 내부장기 기형으로 ASD, VSD, A-V 판막기형, endocardial cushion defects 같은 선천성 심장병이 있으며(30-40%), 이러한 심장문제가 유아기 사망의 주된 요인이다. 소화기계 기형(5%)으로는 십이지장 폐색, 쇄항, 선천성 거대결장증, 제대탈장 등이 있고, 왜소음경, 잠복 고환도 발견된다. 급성 백혈병의 빈도도 정상인의 10-20배이며 급성 골수성과 림프아구성 백혈병 모두 발생할 수 있고, 그 빈도는 Down 증후군이 없는 소아에서의 발생률과 비슷하다.

【발병빈도】

Down 증후군은 염색체 질환 중에서 가장 흔하며, 발병빈도는 1,000명당 1.45명, 즉 700명의 출생아당 1명 비율로 나타난다. 이러한 출생빈도는 인종이나 사회경제적 계층간에 별다른 차이점이 발견되지 않는다. 그러나 성별로는 남자가 약간 높아 3:2 정도이다. 산모의 나이가 많을수록 출생빈도가 높은데 45세 이상에서의 발병빈도는 25명 출생아당 1명이지만 20세 이하에서는 불과 1550명당 1명이다. 또한 전체 대조군에서는 평균 연령이 28.2세인 반면 환자의 모측 평균년령은 34.4세이다. DNA 다형성(polymorphism) 연구에 의하면(Antonarakis, 1991) 추가된 염색체가 부측에서 유래한 경우는 5%이며 나머지 95%는 모측에서 유래한다고 밝히고 있다.

    Table 1. 산모나이 증가에 따른 다운증후군의 빈도

    Maternal Age

    Incidence

     

    At chorionic villus sampling

    At Birth

    20

    ~1 / 750

    1 / 1500

    30

    ~1 / 450

    1 / 900

    35

    1 / 240

    1 / 400

    40

    1 / 110

    1 / 100

    45

    1 / 13

    1 / 30

     

    Table 2. 산모나이에 따른 빈도  (다른 참고문헌에서 인용)    

    산모나이

    빈도

     

    태아

    출생아

    20-24

    1 / 1550

    25-29

    1 / 1050

    35

    1 / 350

    1 / 350

    40

    1 / 70

    1 / 100

    45

    1 / 10

    1 / 20

       
    Table 3. 강동성심병원에서의 염색체 질환  (1991년)

    상염색체질환

      Down Syndrome

    36

     

      Edwards Syndrome

    2

    성염색체질환

      Turner Syndrome

    9

     

      Kinefelter Syndrome

    18

【세포유전학적 소견】

대부분의 전형적인 trisomy 21은 free trisomy로 다른 가족과는 무관하게 환자에게만 발병하며, 극히 드물게는 모자익형(mosaicism)도 발견할 수 있다. 소수에서는 전좌형(translocation)으로 나타나는데 이는 부모중 한 명이 전좌형의 염색체 이상을 보이는 가족성이다.

 1) 표준형 (Free 21 Trisomy)

전형적인 21번 염색체의 삼체성(trisomy)은 환자중 92.5%이고, 병인론적 기전을 오른쪽 동영상에서 보는 바와 같이 감수분열시 비분리 현상(meiotic nondisjunction)으로 설명한다. 대부분은 부계보다는 모계측 즉 난자에서 나타난 문제이다.

 

 

그림 1. Down 증후군의 발생 기전을 동영상으로 설명하는 감수분열시 비분리현상의 모식도

 

그림 2. 고전형의 21번 염색체 삼체성(free 21 trisomy)을 보여주는 핵형 사진

 2) 전좌형 (translocation type)

Giraud & Mattei(1975)에 의해 4,760명의 trisomy 21을 대상으로 했을 때 전좌형의 상대적 빈도는 4.8%였다. 가장 흔한 형태는 t(Dq21q)로서 전좌형중 54.2%이다. 다음으로는 t(21qGq)로서 40.9%이고, 나머지의 전좌형이 4.9%였다. t(Dq21q)에서 t(14q21q)가 58.5%, t(13q21q)가 22%, t(15q21q)가 19.5% 빈도이다. t(Dq21q)의 55%는 부모측 모두 정상 핵형이고, 45%에서 부모중 한쪽에서 염색체 이상을 보인다. t(21qGq)에서 t(21q21q)가 83.3%, t(21q22q)는 16.6%이다. 이것도 대부분은 부모측에서는 이상이 없고 4%만 유전형이다. 다른 전좌형 즉 상호전좌(reciprocal translocation, tandem translocation)도 22%에서는 부모측이 정상이고, 78%에서 유전되는 양상이 보고되었다.

 

 

 그림 3. 14번과 21번 염색체 간의 비균형 전좌형과 형성기전을 설명하는 모식도

3) 모자익형(Mosaicism)

환자중 2.7%인데 삼체성 표현형 때문에 발견된 것만 고려한 것이다. 실제 많은 수가 삼체성 세포군이 적어 정상 표현형을 가질 것으로 판단된다. 실제 이런 환자는 부모가 trisomy 21인 경우에 발견될 수 있다.


   Table 4. Down증후군의 형별 빈도
   --------------------------------------------
   Types of Chromosome Defect     Frequency
   --------------------------------------------
   Classic type        92.5%
   Translocation        4.8%
    1) t(Dq21q)       54.2%
          t(14q21q)            58.5%
          t(13q21q)            22.0%
          t(15q21q)            19.5%
    2) t(21qGq)      40.9%
          t(21q21q)            83.3%
          t(21q22q)            16.6%
   Mosaicism          2.7%
   --------------------------------------------

 4) Partial Trisomies

Niebuhr(1974)는 21번 염색체 장완부 말단이 삼체성으로 21 trisomy 표현형을 가진 환자를 보고했다. 오늘날에는 21q1q21이나 21q22이 중복된 partial 21 trisomy가 알려져 있다. 이는 전형적인 21 trisomy와 거의 비슷한 표현형을 나타내지만 중등도의 정신박약 외에는 정상적인 표현형을 보인다(William et al.,1975; Raoul et al.,1976; Wahrman et al.,1976). Sinet 등은 장완의 말단에 위치한 SOD-1 유전자가 중복됨을 확인했다.

 5) Trisomy 21과 성염색체 이상과의 관련성

성염색체 수적 이상인 aneuploidy (monosomy X, XXY, XYY)에서 trisomy 21이 훨씬 빈번하게 나타난다. 이러한 double aneuploidy 빈도 증가에 대한 병인기전이 밝혀진 바 없는데, trisomy 18에서의 관련성은 상대적으로 더욱 높다.

【분자생물학적 소견】

최근 문헌에서는 동소보합법(in situ hybridization)으로 일반 염색체검사법으로는 찾기 어려운 t(4;21) (q35;q22.1)의 염색체 결함이 발견된다는 보고가 있으나 본 검사실에서는 확인할 수는 없었다. 아무튼 4q35 부위에 염색체 절단이 있어 안면이상, 선천성 심장질환, 피부주름(피문)의 변화 등 특징적인 표현형이 나타날 것이라는 흥미로운 보고이다.

본 질환의 분자생물학적 연구로 21q22의 복제가 정신박약과 관련이 있다는 학설이 지배적인데, 병인론적 기전은 Alzheimer's dementia에서와 같이 GART, OD1, myloid  -protein 유전자의 과잉출현(extra copy)으로 설명한다. 백혈병 빈도가 높은 점은 21q22.1에 위치한 ets-2 암유전자와 관련이 있으리라는 학설이 많은 관심을 끌어왔다.

【Gene Mapping】

완전한 개체 발현되기 위해서는 21q22가 필요한데 superoxide dismutase, amyloid-beta, 그리고 암유전자 ets-2가 여기에 위치한다. Superoxide dismutase-1 (SOD-1) 유전자는 유전자량에 따라 표현형이 달라질 수 있다는 유전자량 효과(gene dosage effect)가 처음으로 증명된 예이고(Sint et al, 1976), 이 염색체에서 phosphoribosyl glycinamide synthetase, hepatic and erythrocytic phosphofructokinase와 같은 효소의 유전자 좌위도 증명되었다. 그 외 interferon receptor, antiviral protein에 대한 유전자도 21번 염색체에 존재하면서 유전자량 효과를 보인다. Trisomy 21은 상염색체성 기형의 가장 흔한 형태로서 병인론적, 생화학적, 예방의학적 연구 의 모델로써 많은 가치를 발휘해 왔다.

 - 참고문헌-

 

다운증후군, 임신 5주만에 검사가능

기형과 정신지체를 가져오는 다운증후군의 원인인 21번 염색체 이상 여부를 임신 5주만에 알 수 있는 새로운 검사법이 개발되었다고 영국의 BBC 인터넷판이 16일 보도했다.  호주 브리즈번에 있는 호주 게놈연구소의 이언 핀들레이 박사는 멜버른에서 열린 국제유전학회의 에서 발표한 연구보고서를 통해 임신 5주에 면봉(綿棒)을 사용,자궁경부에 있는 태아의 세포 샘플을 채취해 유전검사를 실시하면 태아의 다운증후군 여부를 알 수 있다고 밝혔다.

이는 자궁경부암을 진단하는데 쓰이는 PAP 도말표본검사나 비슷한 방법으로 채취된 세포가 태아의 것인지 모체의 것인지는 DNA검사로 확인할 수 있다고 핀들레이 박사는 말했다. 지금은 임신 11주정도가 되어야 양막천자(羊膜穿刺)나 융모막 융모표본(CVS)검사를 통해 태아의 다운증후군이나 기타 태아의 이상 여부를 판단한다. 그러나 이 검사들은 모두 가는 침을 복벽을 통해 자궁으로 밀어넣어 태아를 둘러싸고 있는 양막을 찔러 양막액 샘플을 뽑아 내는 것이기 때문에 유산위험(1%) 등이 따른다.

따라서 이 검사는 태아 이상의 위험이 높은 여성에게만 실시하게 되어 있어서 다운증후군 같은 결함을 지닌 아기가 그대로 출산되는 경우가 적지 않다. 핀들레이 박사는 이 새 검사법은 양막천자나 CVS처럼 위험하지 않고 누구나 검사를 받을 수 있다는 것 외에 임신여성에게 임신을 지속해야 할 지 여부를 결정하는데 더 많은 시간 여유를 줄 수 있는 이점이 있다고 말했다. 이에 대해 영국 노팅엄 불임치료 클리닉의 사이먼 피셀 박사는 문제는 이 새로운 검사법이 양막 천자나 CVS 검사와 맞먹는 정확도와 신뢰도를 가질 수 있느냐는 것이라고 논평했다.  [2003. 7.17]

 

천사가 되는 것도 병일까요?


     다운(Down) 증후군에 대해...  

필자가 의학을 배우면서 의학이나 의료의 목적이나 정의가 무엇인가? 고민하면서 내린 잠정적인 결론은 두 가지였다. 즉 의사나 의료의 목적은 인간의 생명을 연장하고 고통을 줄이는 것이라고 결론을 내렸다. 물론 알마아타 선언에서 건강의 정의를 "정신적, 육체적, 사회적으로 안녕한 상태"라고 하여 사회적 요건도 중요시 하지만, 결국 의료의 목적은 생명연장과 고통경감일 것이다. 그런데 필자의 이러한 의학관을 당혹스럽게 만든 것은 정신분열증과 다운증후군이었다.

이유는 정신분열증은 현재의 학설로는 환자가 현실이 너무나 고통스럽기 때문에 퇴행과 도피를 한 상태라고 한다. 그러므로 고통을 피해 도피하여 그나마 견디고 있는 환자를 치료하는 행위는 오히려 고통을 주는 행위가 아닌가? 물론 건강의 정의에서 사회적으로도 안녕 이라는 개념으로 어느 정도 타협할 수 있었지만, 아직도 필자는 의료나 의학의 목적과 정의에 대해 명확하게 결론을 내리지 못하고 있다. 그런데 정신분열증보다 더 필자를 의학의 정의에서 곤란하게 만드는 병이 다운 증후군이다.필자를 곤란하게 당혹스럽게 하는 이유는 천천히 말하기로 하고 우선 다운 증후군이 어떤 병인가 말해보기로 하자.

다운증후군은 21번 염색체가 하나 더 있게 되어 생기는 염색체 이상으로 인한 병이다. 의학적으로는 이렇게 표시한다. 47 XX :21 삼체성 (trisomy). 환자는 지능장애, 특유한 안모, 사지 골격 내장 기형이 흔하며 특징적으로 안모와 손발이 현저한 이상과 감염, 특히 호흡기 감염이 흔하다. 백혈병의 발병률이 정상아의 10세 이전에 10배이며 백내장, 당뇨, 갑상선 질환, 경련이 흔히 동반되는 병이다. 600 -800 명당 1명 정도의 비율로 태어나며 산모의 나이가 만 35세 이상일 경우 더 빈발하여 35세 이상의 산모인 경우 꼭 염색체검사를 권하고 있으며 1987년 우리나라는 1,104명 출산에 1명 정도의 비율이다.

다운증후군이 필자의 의학관을 당혹스럽게 하는 이유는 다운증후군 환자의 성격과 성품에 있다. 다운 증후군에 대해 말하는 사람들은 정상적이라고 스스로 생각하면서 악을 행하는 사람들을 깨우치기 위해 신이 만든 장애라고 하기도 한다. 즉 다운 증후군의 환자는 여러 가지 장애로 고집이 지나치게 강해 보이기도 하지만, 경증 환자의 경우 희생심과 봉사심, 인내심이 아주 강하다고 한다. 한마디로 천사라는 것이다. 또한 내적으로는 갈등을 겪을 지라도 성격적으로 낙천적으로 보이며 유우머가 풍부하며, 사람을 잘 믿고 따른다는 특징이 있다. 한마디로 천사나 선녀를 연상하면 된다. 물론 이러한 성격과 성품이 일반적인 것이 아니라 부모의 성격이나 성품을 닮기도 하지만 이러한 다운 증후군 환자가 많은 것도 사실이다.

여기에서 필자는 이러한 의문이 생긴 것이다. 천사가 되는 병도 병일 것인가? 물론 다운증후군은 일반인보다 평균수명이 짧기에 병이라고 할 수도 있겠지만 천사가 되는 병도 병인가 아닌가? 하는 의문이 필자의 머리 속에서 떠나지 않는 것이다. 그야말로 정상인이라고 하는 사람들을 부끄럽게 하기 위해 만들어진 자연, 혹은 신이 우리 인간을 깨우치기 위한 병, 천사가 되는 병이 바로 다운 증후군이 아니겠는가? 다운증후군 환자를 볼 때마다 나는 정상이란 무엇인가에 대해, 질병이란 무엇인가에 대해 의문을 다시 갖게되면서 외국에 비해 유달리 심한 우리 나라의 장애자에 대한 편견에 대해 서글픈 마음을 가지게 된다. 다시금 물어보고 싶습니다. 나와 정상인들에게. 우리들이 정상일까요, 다운증후군 환자가 정상일까요? 천사가 되는 것도 병일까요?

[참고] 김승열 antius@hanimail.com 기자가 한겨레신문 의학외의 의학 편에 올린글          

 

  다운증후군 (DAWN 증후군, 한방병명: 오연증(五軟症)

a: 빈도 1/800 생존출생아:가장 흔한 trisomy- 정상인의 상염색체가 2개가 한쌍인데 1개인 경우
b: 어머니의 연령이 높을수록 발생율이 높다. 40세 이상인 경우 1/100 정도로 발생

◆서양의학적 소견 염색이상

주요증상:hypotonia. 정신박약 신체발육지연, 다발성기형 단두증, 납작한 후두골 ,안겸열의 외상방경사, 양안격리증, 사시, 작고 변형된 귀, 높은 구개궁, 납작코, 목에 덧살, 혀내밈, 짤고 넓은 손, 제5지의 단일 굴곡선, 단지증, 만지증, 엄지 발가락과 둘째 발가락 사이가 넓다. 피부지문 이상. 심장기형, 백혈병 위험성 증가, 호흡기 감염되기 쉽고 성격이 순한 편이다.

◆한의학적소견
 
송(宋)나라때까지 지증(遲症)이라 기술되었고, 원(元)나라때 증세영(曾世英)이란 의사가 저작한 「활유심서」(活幼心書)에서 처음 구체적으로 오연증(五軟症)에 대하여 기술하였다. 증상을 보면 머리, 목, 손, 발, 몸통이 휘일 정도로 연한 병이라 하여 오연증이라 하였다. 『의종금감』 에서는 오연증을 머리가 연하고, 목이 연하고 몸통이 연하고 입이 연하고 혀를 내민다고 기술하였다.


◆ 한의학적 발병원인과 치료법

간신휴손(肝腎虧損), 비위허약(脾胃虛弱)과 밀접한 관계가 있다고 보며 치료방법은 배복비신(培補脾腎), 익기양혈(益氣養血)를 위주로 한다.  한의학에서 오연증의 원인을 보면 부모의 신체적 허약으로 인한 정혈부족(精血不足), 혹은 임신중의 질병과 간염 등으로 내원(胎元) 즉, 태기(胎氣)가 영양결핍 되어 태아의 천부부족을 초래하여 출생후 간신훼손(肝腎虧損) 되어, 기혈허쇠(氣血虛衰) 되어 오연증을 유발케 되었다고 본다.

특히 800백년전 원나라때 증세영이란 의사가 저술하기를 오연증은 태겁(胎怯)이라 하며 아버지의 정혈부족(精血不足)으로 온다고 보며 특히, 어머니의 자궁냉증이나 강한 약을 써서 임신 되었거나, 임신중 잔병치례를 많이 하거나, 아버지의 무절제한 성생활, 음주과다, 체질허약, 나이가 많아서 임신이 되는 경우, 임신중 낙태약을 복용하여 낙태가 되지 않아 출산한 경우 아기의 정수불충(精髓不充), 근골위약(筋骨危弱), 근육허약(筋肉虛弱)한 상태에서 육음(六淫:  風,寒, 暑, 濕, 燥, 火 6종류의 이상기온으로 인체에 해를 준다)의 침습으로 오연증을 유발하게 한 것이다. 육아보육이 잘못되었거나 포유를 잘못하거나, 오랫 동안의 질병으로 비위허약(脾胃虛弱) 영양부족 등으로 후천성 오연증을 유발케 할 수 있다고 하였다.  800년전에 한의학에서 오연증에 대하여 선천성과 후천성으로 분류되었고, 치료방법 또한 여러 가지 제시되었다.

◆치료방법

1)간신휴손(肝腎虧損)형-성장발육이 늦고, 지능저하, 목을 가누지 못하고, 수족근육이 연약하고 물건을 쥐지 목하고 서있지 못한다. 보신지황환에 녹용을 놓고 복용한다.
2) 비위허약(脾胃虛弱)형- 얼굴색이 노랗고, 정신권태, 의기소침, 근육위축, 사지위약, 수족불거, 저작불능, 침을 흘리고 대변이 붉게 나온다. 가미 보중익기탕, 혹은 육군자탕에 녹용을 넣어 복용한다.

◆치료예 : 김**    男子, 생후 14개월, 어머니 41세

양의 진단명:Down 증후군,  한방진단명:오연증(신간해손, 비위허약)

아이의 어머니는 나팔관 기형으로 체외수정 여러번 했으나 실패하여 본원에 내원하여 자궁 기능 보강후 단 1회에 인공수정에 착상되어 태어났다. 태어난 3개월쯤 되었을 때 검진결과 다운증후군으로 진단 받았다. 내원 당시 심장판막 이상과 만성기관지염증, 목을 가누지 목하고, 손도 잘쥐지 못하였다. 신장과 체중도 정상아 보다 낮았다. 병원에서는 심장수술을 권하였고, 아이의 건강상태가 워낙 약해서 부모들도 수술시킬 엄두를 내지 못했다. 혹시 한의학으로 방법이 없을까 하여 필자를 찾아왔다.

이 병은 흔한 병이 아닌데다 병원진단에서 염색체 이상으로 오는 병이라 한방을 찾는 예는 극히 드물었다. 다행히 필자의 돌아가신 선친께서 아러한 증상을 간진 아이 여러 명을 치료한 기록이 있어 아이에게 투여 하였다. 약 2개월의 지속적인 약물 투여로 아이의 체중과 신장이 늘어나면서 근육이 힘도 증가하였다. 본원 치료전에는 월 500g 정도의 체중증가 뿐이 안보였으나 본원 1개월째 치료후 체중이 1kg 50g까지 증가

하였다.      

[2001.11.25.    중정한의원 홈페이지에서 인용]

 

 다운증후군의 약리학

서울의대 약리학교실 교수· 서 유 헌

Ⅰ. 서    론

다운증후군 (Down's Syndrome)은 정신지체장애를 일으키는 가장 흔한 원인중의 하나로 알려져 있다. 출생빈도는 생존출산아 1000명중 약 1.3명 꼴이며 부모의 출산연령이 높아지는 추세가 되면서 이 질환에 걸릴 위험성이 커지고 있다. 미국의 경우 해마다 약 5000명의 다운증후군 유아가 태어나고 있다. 이 질환의 원인은 아직 정확하게 밝혀진 바는 없지만 95% 이상에서 21번 염색체가 정상보다 하나 더 많은 (Trisomy 21) 염색체 이상을 나타내는 것이 특징이다.

외관상으로는 작고 찌그러진 머리모양과 납작한 코와 같은 특이한 얼굴모양과 근력저하 그리고 짧고 덧살이 많은 목을 보이는 것이 특징이다. 또한 40%의 환아에서 선천성 심장기형이 있으며 위장관기형, 생식기 기형이 많고 손의 모양이 정상인에 비해 작고 폭이 넓으며 손가락이 짧다. 다운증후군에서는 호흡기 감염 이 빈번하며 백혈병의 발병률이 높다. 고령의 다운증후군 환자에서는 백내장, 당뇨병, 후천성 갑상선 질환, 간질, 알츠하이머병 등으로의 이환율이 높다.

신경병리학적인 특징을 살펴보면 뇌의 크기와 무게가 정상보다 작은데 (약 70%) 특히 전두엽, 뇌간, 그리고 특히 소뇌의 크기가 현저히 작은 편이다. 좁아진 상부측두회 (superior temporal gyrus)와 전후두직경이 짧은 것이 특징이다. 또한 출생전 해마의 발육이상도 있다. 과거에는 다운증후군에 걸린 환자 뇌의 겉모습을 보고 진단하는 경우가 많았으나 세포구조학이 발달하면서 좀더 확실한 진단을 할수 있게 되었는데 추체신경세포 (pyramidal neurones)의 선단수상돌기 (apical dendrites)주위의 spine의 수가 줄어들어 있으며 granullar cell이 결핍되어있다는 것을 발견하게 되었다.

다운증후군과 알츠하이머병과 밀접한 관계가 있다는 연구가 많이 되고 있는데 그 이유는 다운증후군에서 치매증상이 나타날 뿐 아니라, 30-40세 된 성인 환자에서 알츠하이머병의 병리학적 특징인 신경섬유덩어리와 노인반이 보인다는 것이다. 또한 콜린성 신경계의 주합성효소인 cholineacetyltransferase의 활성이 떨어지고 신경전달물질들인 dopamine, serotonine, norepinephrine 등의 농도가 감소되며 마이너트기저핵 (Nucleus basalis of Meynert)에서 세포손상이 일어나는 현상 역시 알츠하이머병에서 나타나는 것들과 유사하다.

현재 다운증후군을 치료하기 위하여 1980년도에 5-hydroxytryptophan과 pyridoxine을 환자에게 직접 투여하여 감소되어있는 신경전달물질인 세로토닌의 혈중농도를 높여서 근력을 강화시키고 지능과 운동기능, 사회성 등을 증진시키는 효과를 기대하였으나 별다른 치료효과가 없었다. 비타민이나 영양보충으로 정신지체 치료효과가 있는지를 실험하였으나 시력이 약간 좋아지고 과도한 행동이 감소되는 경향이외에는 다른 효과는 없었다. 또한 양이나 토끼의 태아세포를 직접 투여하는 방법, 항생제투여 그리고 백혈병치료제 등을 투여하여 이 질환으로 인해 발생하는 임상증상들을 치료하고자 노력하고 있으나 효과 면에서 아주 미약하며 독성과 부작용이 더 심하므로 별로 권장이 되지 않고 있다. 다운증후군 환자들을 치료하기 위한 방법중의 하나로 뇌기능 개선효과가 있는 Piracetam을 환자에게 직접 투여하여 본 결과 일반 임상증상들을 호전시키는 경향이 보인다는 보고가 있었으나 그 이후로 이를 더 확인하여주는 결과는 없었다. Piracetam은 중추신경계에 작용하는 약물로 벨기에의 UCB 제약회사에서 개발하여 유럽과 일본에서 국소빈혈, 근육경련, 두부손상, 또는 수술후유증, 알코올중독, 뇌혈관손상으로 인한 뇌기능장애 등의 치료에 이용하고 있으나 치매치료효과는 아직 논란이 많은 상태의 약으로 국내에서도 몇몇 제약회사들이 판매하고 있다.

다운증후군에서 학습과 기억력과 밀접한 관계가 있는 콜린성 신경계의 기능저하가 있음이 밝혀져 있다. Piracetam이 고친화성 ACh uptake 활성을 저용량에서 높여주어 아세틸콜린 (ACh)의 합성과 유리를 증가시켜주는 활성이 있으나 다운증후군에서 보이는 ChAT의 활성저하를 개선시켜주는 효과가 없었으며 뇌세포 손상을 막아주는 효과에 대한 어떤 연구결과도 현재까지 없다. 그러므로 이 약물이 일부 인지기능의 장애증상을 호전시켜줄 수 있을 가능성이 예상되기는 하나 정신지체장애로 인한 심각한 인지기능의 저하 증상을 개선시켜주는 치료효과는 불분명하며 인지기능의 장애 및 치매증세의 진행에 아무런 영향을 미치지 않는다.

그리고 이 약물의 도파민계와 아드레날린신경계의 손상을 보충해줄 수 있는 효과가 밝혀진 바가 있다. Rat에서 고용량의 piracetam투여로 도파민 합성과 분비를 증가시켜주며 노르아드레날린의 합성을 증가시켜주는 효과를 확인한 바 있으나 매우 높은 용량 (600 mg/kg)에서 효과가 나타나므로 실제로 임상에 사용 시에 과도한 용량이 큰 문제이며, 실제로 다운증후군환자에게 Piracetam을 투여하였을 때 뇌의 콜린성신경계와 도파민 계는 물론 다른 부위에 직접적으로 영향을 주어 정신지체, 운동기능 및 행동이상 등에 대하여 개선효과가 있다는 보고는 없는 상태이다. 특히 이 약물의 부작용으로는 불면증, 졸림, 체중증가, 불안초조, 우울증 등이 있으며 설사와 발적이 생기기도 한다.

지금까지 시도되고 있는 식이요법이나 약물요법에 의한 어떤 치료방법도 특별한 효과가 있다고 할 수는 없는 상황이며 이 질환으로 인하여 나타나는 심장질환의 수술에 의한 치료, 항생제 투여 주기적인 갑상선기능 검진, 정기예방접종 등과 같은 직접적인 치료방법이나 발육이상과 행동이상 그리고 인지기능의 저하증상을 일반적인 건강관리와 물리치료, 특수교육 등으로 개선시키는 것이 아주 중요하며 특히 언어발달에 장애가 아주 심하므로 심리. 언어학적 치료에 특히 집중하여야 한다.

최근에 (Nature, 404: 721-722, 2000) 영국의 Hannan 그룹은 아주 희망적인 실험결과를 발표하였다. 비록 다운신드롬은 아니지만 유전성질환으로 퇴행성뇌신경계질환이 나타나는 등 이 질환과 유사한 헌팅턴 병 (Huntington's disease)이라는 질환의 유전자이식 동물을 이용하여 주변환경이 이 질환의 진행에 아주 중요한 영향을 미친다는 것을 밝힌 실험결과이다. 간단히 소개하면 아주 좋은 환경에서 자라게 한 헌팅턴 질환 생쥐는 체중감소도 나타나지 않았고 혈액과 소변의 포도당 농도도 정상이었다. 이 질환의 발병도 좋은 환경에서 자란 생쥐들이 훨씬 늦게 나타나는 것을 확인하였다. 또한 뇌의 크기도 좋은 환경에서 자란 생쥐가 보통조건에서 자란 것들에 비해 더 큰 것으로 나타났다. 특이할만한 것은 이 질환에서 나타나는 신경계의 가소성 (synaptic plasticity) 의 이상으로 인한 장기기억능력의 손상이 주변 환경을 좋게 하여줌으로써 어느 정도는 막아줄 수 있다는 가능성을 보여주는 동물 실험결과도 있다. 이상의 결과들은 다운증후군 환자도 양육환경이나 교육환경 등 환자들에게 맞는 다양한 유익한 환경을 지속적으로 제공하여 준다면 다운증후군의 여러 가지 증상들의 발병을 지연시키는 효과와 치료 가능성이 있다는 희망을 제시하고 있다.  

Ⅱ. 치료방법

직접적인 효과를 얻을 수 없는 치료방법이 될 수도 있지만 몇 가지 가능한 치료방법들을 소개한다.

1. 양육환경

다운증후군 환자라고 해서 모두 증상이 같지는 않다. 어떤 환자는 그들이 발달과정에서 어떤 면에서는 거의 정상속도를 유지하기도 하고, 다른 면에서는 아주 심각하게 늦어지기도 한다. 현재까지의 연구결과들로 보아 그 원인이 무엇이라고 확실히 밝혀진 바는 없으나 건강, 사회적 지위, 가족에서의 대우, 교육과 양육환경 등과 같은 환경적 요인이 상당히 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다.

2. 놀    이

놀이를 통한 학습을 3세 이전부터 계속하는 것이 아주 중요하다. 그 애들과 놀아주고, 이야기하고, 책을 읽어주는 것이 좋다. 또한 다른 아이들과 같이 놀 수 있는 기회를 주는 것이 인지기능장애 치료에 좋다. 그리고 운동 클럽, 수영 또는 무용반 같은 여가활동 등을 다른 이웃들과 즐기는 것이 어린아이의 운동능력조화와 자기만족에 효과가 있다.

3. 가    족

비록 이 질환에 걸려있는 아이가 아니더라도 어떤 아이든 생후 첫해에는 가족으로부터 가장 강력한 영향을 받는다. 가족은 이 환아의 치료에 가장 훌륭한 잠재능력을 가지고 있다. 장애를 가지고 있는 아이를 양육하기 위하여 더 많은 노력과 일들이 요구된다. 그러므로 가족의 역할이 매우 중요하다.

4. 약물치료방법

임상적으로 치료효과가 확실하게 인정된 약물은 현재까지 없으나 연구되고 있거나 알려져 있는 몇가지 들을 소개하고자 한다.

1) Piracetam

 

 (1) Fialho (Tempo Mexico 30:944, 1977)

     Drug : Piracetam과 Dromia (pyriglutine과 5-hydroxytryptophane 의 혼합물)

     Patients : 3개월에서 12세된 다운증후군 어린이 환자 26명

     결과 : 말 (speech) 능력이 개선됨

     부작용 : 없음

 

 (2) George Capone (Johns Hopkins Univ. 1999 and Lobaugh et al., 1999)

     Drug : Piracetam (100 mg/kg/day for 6 month)

     Patient : 5명의 학생 어린이 또는 7-13세 DS 다운증후군 어린이 환자

     결과 : 기억력 개선효과가 나타나지 않음 (현재 계속 연구중임)

 

2) Interferon

 

 (1) Maroun, Teratology 51:329-335, 1995

     Drug : anti-interferon immunogloblins

     Animal model : Trisomy 16 mouse

     결과 : mouse 태아의 성장과 발달을 도와줌

 

 (2) Hallam et al. Neurosci. lett., 252 (1):17-20, 1998

     Drug : anti-interferon immunogloblins

     Animal model : Trisomy 16 mouse

     결과 : 대뇌피질뇌세포의 사멸을 억제.  동물실험수준임

 

3) Amino acid supplement

    Heggarty et al., Arch Dis Child 74 (4):347-9, 1996

    Folic acid 투여와 같은 방법이 연구된 바는 있으나 결론적으로 다운증후군 환자에서 amino acids 농도의 변화가 없으므로 이와 같은 치료방법은 별 의미가 없다.

 

4) 성장호르몬 (Growth Hormone, GH)

    Anneren et al., Arch Dis Child 80:334-338, 1999

    Drug : Growth hormone (6개월 과 9개월 DS 어린이에게 3년동안 투여)

    Patient : 15명의 다운증후군 어린이 환자

    결과 : GH를 투여한 다운증후군 어린이 환자에서 정상 성장속도를 나타냈으나 머리모양이나   정신지체 장애에는 효과가 없었고 투여를 중지하자 성장속도가 떨어졌다.

 

5) Vitamine E

    Pincheira et al., Clin Genet, 55(3): 192-7, 1999

    Drug : Vitamine E

    Patient : 다운증후군 환자의 임파구 (lymphocyte)

    결과 : 염색체 손상 (chromosomal damage) 을 억제하는 효과를 보임

 

6) Cholinergic therapy

 (1) Kishnani et al., Lancet 353:1064,1999

     Drug : Donepezil (6개월 동안 투여)

     Patient : 24, 27, 38, 64 세의 다운증후군 환자

    결과 : 의사소통, 언어표현, 주의력과 감정상태가 호전됨. 대부분의 증상호전은 투여 3개월 내에 나타남.

 

 (2) Suh et al., J. Neurochemistry 74: 244-253, 2000.

     Compound : DHED

     Animal model : 기억력감퇴 흰쥐모델

     결과 : 아세틸콜린계 항진과 뇌혈류개선으로 일부효과 있을 것으로 추정됨

              앞으로 임상시험 예정임.


Anneren, G., Tuvemo, T, Sara, V. R. et al., (1999) Growth hormone treatment in young children with Down's syndrome: effects on growth and psychomotor development. Arch. Dis. Child, 80, 334-338

Dellen, A., Blakemore, C., Deacon, R., York, D., and Hannan, A. J. (2000) Delaying the onset of Huntington's in mice. Nature, 404, 720-721

Fialho, J. (1977) Dromia and Piracetam: a useful association in treatment of Down syndrome. Tempo. Mexico, 30, 944

Hallam, D. M. and maroun, L. E. (1998) Anti-gamma interferon can prevent the premature death of trisomy 16 mouse cortical neurons in culture. Neurosci. lett., 252 (1), 17-20

Heggarty, H. J., Ball, R., Smith, M., and Henderson, M. J. (1996) Amino acid profile in Down's syndrome. Arch. Dis. Child., 74(4), 347-349

Kishnani, P. S., Sullivan, J. A., Walter, B. K, Spiridigliozzi, G. A., Doraiswamy, P. M., and Krishnan, K. R. R. (1999) Cholinergic therapy for Down's syndrome. The Lancet, 353, 1064-1065.

Maroun, L. E. (1995) Anti-interferon immunoglobulins can improve the trisomy 16 mouse phenotype. Teratology, 51, 329-335

Park, C. H., Lee, Y. J, Lee, S. H., and Y. H. Suh et al., (2000) Dehydroevodiamine. HCl prevents impairment of learning and memory and neuronal loss in rat models of cognitive disturbance. J. Neurochemistry, 74, 244-253

Pincheira, J., Navarrete M. H., de la Torre, C., tapia, G., and Santos, M. J. (1999) Effects of Vitamine E on chromosomal aberrations in lymphocytes from patients with Down's syndrome. Clin. Genet., 55 (3), 192-197.