
호모시스테인은 섭취된 음식물의 분해 과정에서 발생하는데, 메티오닌(methionine)의 대사 과정에 관여하는 효소인 cystathionine β-synthase [1-3]의 유전적 결핍이나 돌연변이, 영양결핍(비타민B6, B12 혹은 엽산) 등에 의한 보조 효소의 불활성화 등[4-6]이 혈중 호모시스테인 농도를 증가시키는 데 관여한다. 그 밖에도 만성 신부전증, 암, 흡연 그리고 약물 등이 고호모시스테인혈증을 일으킨다고 알려져 있다[7,8].
혈액 내의 높은 호모시스테인 농도는 혈관의 죽상경화를 유발하여 관상동맥 질환[9], 뇌혈관 질환[10] 등 혈관 질환의 독립적인 위험인자로 알려져 있다. 또한 여러 연구에서 호모시스테인이 세포사멸을 유도하는 신경독소로 작용하여 황반병증[11-13],개방각녹내장[14], 당뇨망막병증[15]과 연관이 있다고 밝혀졌으며, 혈청 호모시스테인의 농도 증가에 따라 망막혈관폐쇄성 질환의 독립적 위험인자로 알려져 있다[16-19].
망막정맥폐쇄는 당뇨망막병증에 이어 두 번째로 흔한 망막혈관 질환으로 폐쇄 위치에 따라 망막중심정맥폐쇄(central retinal vein occlusion)와 망막분지정맥폐쇄(branch retinal vein occlusion)로 구분되며, 이는 임상 경과와 시력 예후에 차이를 가진다[20,21]. 망막정맥폐쇄의 병태 생리는 아직 완전히 밝혀지지 않았지만, 비만, 흡연, 혈류역학적 요인과 연관이 있으며, 고혈압, 당뇨, 고지혈증 등 다양한 전신 질환이 발생 위험인자로 알려져 있다[22-25].
혈청 호모시스테인 농도의 증가 또한 망막정맥폐쇄의 위험인자라는 사실은 이전 연구[16-19]를 통해 알려져 있으며, 시신경유두의 미세혈관계의 변화와 시신경 혈류 장애를 초래하며, 망막신경절세포의 자멸사 작용을 유발한다고 한다[26].
망막정맥폐쇄는 전신 질환과의 연관성이 있으며, 2017년의 Chung et al. [27]과 2020년의 Jung et al. [28]이 단안 망막정맥폐쇄 환자에서 반대안의 망막내층과 망막모세혈관분포를 분석하였었고, 단안의 망막정맥폐쇄라도 반대안의 변화가 있으므로 주의 깊은 관찰이 필요하다고 하였다. 따라서 저자들은 이러한 높은 호모시스테인 농도가 망막정맥폐쇄가 있는 눈뿐만 아니라 정상안에도 영향을 미칠 것이라 생각하였다. 따라서 본 연구는 망막정맥폐쇄 환자 중 혈청 호모시스테인 농도 검사를 시행한 환자들의 정상안에 대하여 호모시스테인 농도에 따른 시신경유두주위 망막신경섬유층 및 황반부 망막두께 변화를 비교해보고자 하였다.
의무기록을 후향적으로 조사하여 2015년 1월부터 2019년 8월까지 본원에 내원하여 단안 망막정맥폐쇄를 진단받은 환자군을 대상으로 혈청 호모시스테인 검사를 시행받은 120명 120안을 대상으로 연구를 진행하였다. 본 연구는 단일기관에서 시행된 후향적 연구로, 헬싱키선언에 입각하여 시행되었으며, 건양대학교병원 연구윤리심의위원회의 승인을 받은 후 시행되었다(건양대학교병원, 2021-05-020).
혈청 호모시스테인 농도는 5-15 nmol/mL는 정상 범위, 15 nmol/mL 이상 상승된 경우는 고호모시스테인혈증으로 분류하였으며[29], 혈청 호모시스테인 농도가 15 nmol/mL 이상 상승된 환자 34명과 정상 환자 86명 두 군으로 나누어 정상인 반대안을 대상으로 비교 분석하였다.
본원에서 처음으로 단안 망막정맥폐쇄를 진단받은 환자를 대상군으로 하였으며, 과거 병력 조사, 양안 시력, 굴절력, 안압검사, 세극등현미경검사, 안저검사, 빛간섭단층촬영, 형광안저조영술을 시행하였다. 안저검사 및 형광안저조영술에서 정상안에 혈관 변화 및 혈관 이상이 있는 환자는 제외하였다. 또한 18세 이하, 굴절률이 ± 6 diopters (D) 이상인 경우, 안축장이 26.0 mm 이상인 경우, 당뇨망막병증, 녹내장, 습성 연령관련황반변성 등 망막신경섬유층의 감소를 일으킬 수 있는 질환의 병력이 있는 경우, 백내장 수술을 포함한 모든 안내 수술 및 망막수술의 병력이 있는 경우, 이전 광역학 치료와 유리체 내 주사 등의 치료를 시행받은 경력이 있는 환자는 대상에서 제외하였다.
대상자 모두 숙련된 1명의 검사자가 스펙트럼 영역 빛간섭단층촬영검사(Spectralis® SD-OCT; Heidelberg Engineering)를 촬영하였고, automated eye alignment eye-tracking software (TruTrack; Heidelberg Engineering)를 통하여 시신경유두주위 망막신경섬유층의 두께 및 황반부 망막두께를 측정하였다. 시신경유두주위 망막신경섬유층의 두께는 동심원 스캔 방식을 이용하였고, 전체 망막신경섬유층 평균 두께는 360° 측정하였으며, 4개의 영역은 상측, 비측, 하측, 이측 분면으로 하였다. 황반두께 지도는 Early Treatment of Diabetic Retinopathy Study (ETDRS) 9개 구역의 개념을 이용하여 중심와에서 6 mm 직경 이내의 황반부 각 층의 두께를 나타내며, ETDRS subfield는 중심오목을 기준으로 하는 1 mm, 3 mm, 6 mm 직경의 3개의 동심원을 만들고 중심와(fovea), 안쪽 원(inner ring), 바깥쪽 원(outer ring)으로 구분하였다(Fig. 1). 안쪽 원과 바깥쪽 원은 각각 상측, 비측 하측, 이측의 4개의 분역으로 다시 구분하였고, 안쪽 원과, 바깥쪽 원의 망막 두께는 상측, 비측, 하측, 이측에서 측정된 망막두께의 합으로 정의하였다.
층별 두께는 선형 스캔(linear scan) 방식으로 기기의 자동화 알고리즘(automated segmentation algorithm) 소프트웨어를 이용, 각각의 망막층의 반사도(reflectivity index)에 대응하는 서로 다른 명암(shades of gray)에 따라 망막 안쪽에서부터 바깥쪽 방향으로 1) 망막신경섬유층(retinal nerve fiber layer), 2) 신경절세포층(ganglion cell layer), 3) 내망상층(inner plexiform layer), 4) 내핵층(inner nuclear layer), 5) 외망상층(outer plexiform layer), 6) 외핵층(outer nuclear layer), 7) 광수용체층(photoreceptor layer), 8) 망막색소상피(retinal pigment epithelium)의 8개 층으로 나누어 측정하였다.
통계학적 분석은 IBM SPSS ver. 22.0 (IBM Corp.)에서 independent sample t-test, chi-square tests를 사용하였고, 혈청 호모시스테인 농도와 시신경유두주위 망막신경섬유층 및 황반부 망막두께의 상관관계는 Pearson 상관분석으로 평가하였다. 모든 경우에서 통계학적 유의성의 기준은 p-value 값이 0.05 미만인 경우로 정의하였다.
전체 대상 120명(남자 51명, 여자 69명) 중 고호모시스테인혈증 환자는 34명(남자 18명, 여자 16명), 정상군은 86명(남자 33명, 여자 53명)이었으며 두 군 간의 성비는 유의한 차이를 보이지 않았다(p > 0.05). 평균 연령은 고호모시스테인혈증 환자군에서 59.34 ± 16.23세, 정상군에서 65.65 ± 2.12세로 고호모시스테인혈증 환자군에서 정상군보다 발병 연령이 낮았으며 (p = 0.005), 망막분지정맥폐쇄와 망막중심정맥폐쇄의 진단에서 고호모시스테인혈증 환자군(12 [35.29%]/22 [64.70%])에서 정상군(50 [58.14%]/36 [41.86%])과 비교하여 망막중심정맥폐쇄의 진단이 더 많았다(p = 0.024). 또한 고혈압과 당뇨병의 빈도도 고호모시스테인혈증 환자에서 유의하게 높았으며(p < 0.001), 혈청호모시스테인 농도도 고호모시스테인혈증 환자군(20.16 ± 6.33 nmol/mL)에서 정상군(9.31 ± 2.25 nmol/ml)에 비하여 통계적으로 유의하게 높았다(p < 0.001) (Table 1).
고호모시스테인혈증 환자군과 정상군과의 시신경유두주위 망막신경섬유층 두께의 비교에서는 고호모시스테인혈증 환자군(86.18 ± 19.78 μm)에서 정상군(99.61 ± 17.21 μm)과 비교하여 통계적으로 유의하게 얇았으며(p < 0.001) (Table 2), 황반부 망막두께의 비교에서는 중심와두께가 고호모시스테인혈증 환자군(266.01 ± 29.59 μm)에서 정상군(278.71 ± 25.17 μm)보
다 얇았으며(p < 0.029), 안쪽 원과 바깥쪽 원의 망막두께는 상측, 비측, 하측, 이측 모두에서 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다(Table 3).
망막 층별 두께는 고호모시스테인혈증 환자군과 정상군 사이에 외측 망막의 두께에는 유의한 차이가 없었으며, 중심와의 망막신경섬유층 두께(p = 0.022)와 중심와(p = 0.016)와 안쪽 원의 내핵층(p = 0.018)의 두께가 고호모시스테인혈증 환자군에서 유의하게 얇아져 있었다(Table 4).
혈청 호모시스테인 농도가 증가할수록 시신경유두주위 망막신경섬유층 두께(r = -0.223, p = 0.015)와 중심와 망막두께 (r = -0.230, p = 0.012)가 감소하는 약한 음의 상관관계를 보였으며, 중심와의 층별 두께를 나누어 분석하였을 경우 특징적으로 내측 망막의 두께가 통계적으로 유의하게 감소하는 경향을 확인하였다(Table 5).
고호모시스테인혈증의 원인은 유전성 효소결핍(cystathionine β-synthase, methylenetetrahydrofolate reductase), 영양결핍, 만성 신부전, 악성빈혈, 암, 기타 항암제나 여러 약물 등으로 알려져 있다[1-8]. 본 연구에서 유전성 효소 결핍은 확인할 수 없었으며, 혈압, 당뇨, 뇌혈관 병력 이외 다른 질병은 보이지 않았다. 또한 이외에 혈압, 당뇨, 뇌혈관 병력으로 복용하는 약 이외에 호모시스테인 혈청 농도의 증가를 야기하는 약은 제외하였다. 엽산, 비타민B12, 비타민B6 같은 영양결핍 또한 고호모시스테인혈증을 야기하는 것으로 알려져 있으나[8-10] 본 연구에서 측정한 혈중 농도에서 두 군 간의 유의한 농도 차이는 보이지 않았다.
Green et al. [30]에 의하면 망막중심정맥폐쇄는 고령에서 주로 발생하나 10%에서는 40대 이전에 발생 가능하며, 고혈압, 심혈관 질환, 뇌혈관 질환, 죽상동맥경화증, 당뇨병 등 전신 혈관 질환과 흔히 연관되어 있고, 50대 이전에 발생한 경우 고점도 증후군이나 염증성 상황을 염두에 두어야 한다고 보고하였다. 이번 연구에서 혈청 호모시스테인이 높은 군에서 발병 연령이 젊은 것을 확인하였고, 망막중심정맥폐쇄의 진단이 높은 것을 확인하였는데, 이는 호모시스테인이 망막정맥폐쇄의 발병에 중요한 역할을 할 가능성을 생각해볼 수 있겠다. 또한 Cho et al. [31]이 발표한 망막중심정맥폐쇄와 망막분지정맥폐쇄의 진단 당시의 전신 질환을 비교한 연구 결과에 따르면 망막중심정맥폐쇄는 당뇨나 신부전, 증가된 혈청 호모시스테인 수치와 연관이 있었고, 이는 이번 연구에서도 혈청 호모시스테인이 높은 환자군에서 망막중심정맥폐쇄의 비율이 높았음을 확인할 수 있었다. 망막중심정맥폐쇄의 병태생리는 아직 정확히 밝혀지지 않았지만, 높은 혈청 호모시스테인으로 인한 과응고 상태가 작용하였을 것으로 생각된다[32].
이번 연구에서 망막정맥폐쇄를 진단받은 환자에서 혈청 호모시스테인의 농도 변화에 따른 정상안의 시신경유두주위 망막신경섬유층과 황반부 망막두께 변화를 확인하였고, 그 결과 호모시스테인의 농도가 증가하게 되면, 시신경유두주위 망막신경섬유층과 중심와 두께, 특히 내측망막의 두께가 얇아지는 것을 확인할 수 있었다. 기존의 연구에 따르면 고호모시스테인혈증이 녹내장이나 시신경위축과 관련되어 있음이 보고된 바 있으며[1], Lahiri et al. [33]에 의하면 비허혈성 망막중심정맥폐쇄 환자와 비교하여 허혈성 망막중심정맥폐쇄 환자에서 혈청 호모시스테인 수치가 유의미하게 높았다. 이는 호모시스테인의 혈관내피세포 독성, 혈관 평활근의 증식을 통한 혈전성의 발현으로 설명할 수 있으며[34,35], 이를 토대로 고호모시스테인혈증이망막 및 시신경유두주위 망막신경섬유층에 허혈성 변화를 가져온다고 유추해볼 수 있다. 이러한 망막의 허혈성 변화가 일어나게 되면, 내측 망막이 저산소성 손상에 더 민감하여 외측 망막보다 손상을 받게 되는 것으로 생각된다[36,37]. 특히 허혈성손상에는 망막신경절세포가 많은 영향을 받는다고 알려져 있으며[37], 망막신경섬유층은 망막신경절세포의 축삭을 포함하고 있고 신경절세포층과 속얼기층은 망막신경절세포의 핵과 수상돌기로 이루어지는데, 황반의 망막신경절세포의 핵과 수상돌기의 손상이 망막신경섬유층의 손상과 비교하였을 때 더 빠르고 더 일관되게 나타난다고 알려져 있다[38,39] 그러나 본 연구에서는 허혈성 손상이 있을 것이라 예상되는 신경절 세포복합체(신경절세포층과 속얼기층)의 두께가 고호모시스테인혈증 환자군과 정상군에서 차이를 보이지 않았으며, 망막신경섬유층과내핵층의 두께가 고호모시스테인혈증 환자군에서 유의하게 얇아져 있음을 확인할 수 있었다. 이는 망막신경절세포는 급성 저산소성 손상에 민감하다고 알려져 있으므로[37] 고호모시스테인혈증의 만성적인 혈역학적인 변화를 알아보는 것과는 차이가 있을 것이라 생각된다. 해부학적으로 내핵층은 망막신경절세포(ganglion cell)에 직접적으로 시냅스되는 양극세포(bipolar cells)와 무축삭세포(amacrine cell) 그리고 망막 환경의 항상성(retinal environment homeostasis)에 관여하는 뮐러 신경아교세포(Muller glial cell)로 구성되어 있다. Goldman [40]은 녹내장성변화나 허혈성 망막손상이 뮐러 신경아교세포의 변화를 가져온다고 발표하였으며, 본 연구에서 고호모시스테인혈증으로 인한 망막신경절세포의 손상이 망막 환경의 항상성에 영향을 주어 뮐러세포가 위치하는 내핵층에도 영향을 주었을 것이라 조심스럽게 예상해볼 수 있다.
기존에 연구에서 밝혀진 호모시스테인이 망막에 손상을 주는 기전은 다음과 같이 정리해 볼 수 있다: 1) 염증 촉진과 산화스트레스 활성화로 인한 망막혈관내피세포의 손상[41] 2) 망막신경절세포의 자멸사[19,42,43], 3) 맥락막망막혈관신생[44], 4) 단백질 치밀이음부(tight junction)를 해체시켜 망막색소상피 파열을 야기한다[45]. 그러므로 호모시스테인은 내측 망막뿐만 아니라 외측 망막에도 영향을 줄 수 있으며, 이에 대하여 추가적인연구가 더 필요할 것으로 생각된다.
본 연구의 제한점으로는 첫 번째로 단일기관을 대상으로 한 후향적 연구라는 점이고, 두 번째로 망막정맥폐쇄 과거력이 있는 환자의 정상안을 대상으로 하였다는 점이고, 세 번째로 호모시스테인 이외의 다른 혈전 성향 위험 요소(factor V Leiden, protein C/protein S 등)를 고려하지 않았다는 점이다. 그러나 망막정맥폐쇄 환자에서 호모시스테인 농도에 따른 정상안의 시신경유두주위 망막신경섬유층 및 황반부위 두께 변화를 비교한 최초의 논문이며, 혈청 호모시스테인 농도와 내측 망막두께의 상관관계를 밝힌 것에 의의가 있겠다.
결론적으로, 호모시스테인은 우리 몸의 높은 혈전 성향과 관련이 있으며, 이는 망막의 허혈성 변화를 가져오고 시신경유두주위 망막신경섬유층과 황반부 망막두께에 영향을 줄 수 있다. 이로 인하여 내측 망막에 두께 감소를 확인할 수 있으나 향후 고호모시스테인혈증을 보이는 환자를 대상으로 하여 대단위의 전향적 연구가 필요할 것으로 생각된다.
The authors declare no conflicts of interest relevant to this article.
Conception (S.K.B.); Design (S.K.B.); Data acquisition (J.T.K., Y.H.L., S.K.B.); Analysis (J.T.K., Y.H.L., S.K.B.); Interpretation (J.T.K., Y.H.L., S.K.B.); Writing (J.T.K.); Review (Y.H.L., S.K.B.); Final approval of the article (All authors)
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