프리드리히 운동 실조증에 대한 바이오마커 이미지화 임상 시험

이미징 바이오마커는 여러 가지 장점을 가지고 있습니다. 특히 임상 척도가 덜 민감할 수 있는 증상 발현 전(운동 실조증 발현 전) 단계에서 FRDA를 감지하는 데 유용합니다(Öz, 2024). 조기 발견을 통해 보다 시기적절한 개입을 할 수 있어 환자의 예후를 크게 개선할 수 있습니다. 또한, 특정 이미징 바이오마커는 임상 척도에 비해 효과가 더 큰 것으로 입증되어 임상 시험에 필요한 환자 수를 줄일 수 있습니다(Adanyeguh, 2023).

FRDA에 대한 임상 시험을 설계할 때는 여러 가지 요소를 고려해야 합니다. 참가자의 연령도 그러한 요소 중 하나입니다. 어린이, 청소년, 성인은 질병 진행의 패턴이 다를 수 있으며, 이는 소뇌의 정상적인 성숙에 의해 영향을 받을 수도 있습니다(Scott, 2024). 또한, 질병 발병의 변이(조기, 전형적, 후기 등)와 GAA 반복 길이와 같은 유전적 요인을 고려하는 것이 중요합니다. 이러한 요인들은 질병의 심각성과 진행에 영향을 미치기 때문입니다(Pandolfo, 2009; Koeppen, 2011; Harding, 2021). 또한, FRDA의 희귀성으로 인해 환자 모집이 어려워 다기관 임상시험이 필요합니다.

영상 바이오마커와 임상 지표를 통합하는 결합된 접근 방식은 질병의 진행을 추적하고 잠재적 치료법의 효과를 평가할 수 있는 최고의 기회를 제공합니다(Gavriilaki, 2024). 이 통합된 접근 방식은 FRDA에 대한 보다 포괄적인 이해를 제공하고 임상 시험 결과의 신뢰성을 향상시킵니다.

필요한 표본 크기는 예상되는 효과 크기, 사용된 이미지 기법, 연구 기간과 같은 요인에 따라 달라집니다. 80%의 검정력에서 질병 진행을 50% 늦추는 것을 목표로 하는 1년간의 시험의 경우, 군당 100~150명의 환자가 필요할 수 있습니다(Friedman, 2010). 2년간의 시험 기간 동안, 각 군당 100명 미만의 환자가 충분할 수 있습니다(Friedman, 2010; Reetz, 2021). 그러나 영상 바이오마커를 활용하는 연구를 포함한 많은 연구에서 FRDA의 희귀성으로 인해 일반적으로 각 군당 50명 미만의 피험자를 포함합니다(Vavla, 2022; Gavriilaki, 2024). 환자 등록부를 통해 참가자 모집을 촉진할 수 있습니다. FARA의 Friedreich's Ataxia Global Patient Registry와 같은 환자 등록부는 모집을 간소화하는 데 도움이 되며, ENIGMA-Ataxia 워킹 그룹과 같은 협력 노력은 전 세계 운동 실조증 환자의 MRI 데이터를 통합합니다(Harding, 2021; Rezende, 2023).

1년 후 영상 생체지표 검사를 통해 뇌에 상당한 변화가 관찰되었습니다. 종단적 MRI 연구에 따르면, 특히 소뇌, 시상, 복부 뇌간, 뇌교, 중뇌의 부피가 감소하고, 제4뇌실의 부피가 증가했습니다(Adanyeguh, 2023). DTI 분석은 상부 소뇌 다발의 FA 감소와 RD 증가, 하부 소뇌 다발의 RD 연간 증가를 포함한 FA와 RD의 변화를 보여줍니다(Adanyeguh, 2023). 이러한 결과는 FRDA의 질병 진행을 추적하는 바이오마커로서 MRI와 DTI의 민감성을 강조합니다.

FRDA의 전형적인 발병 연령은 10~15세 사이이며, 영향을 받는 개인의 약 75%가 이 연령 범위 내에서 증상을 보입니다(Bidichandani, 1998). 어떤 사람들은 10세 이전에 발병하는 경우도 있지만, 다른 사람들은 25세에서 39세 사이에 증상이 나타나는 늦은 발병을 경험할 수도 있습니다. 드물게 40세 이후에 증상이 나타나는 매우 늦은 발병의 FRDA 사례도 보고된 바 있습니다(Bidichandani, 1998). 발병 연령은 임상 시험 설계에 중요한 요소입니다. 이는 GAA 반복 길이와 반비례하기 때문입니다. 반복 길이가 짧을수록 발병이 늦어지고 질병 진행이 느려지는 반면, 반복 길이가 길수록 발병이 빠르고 질병 진행이 더 심해지는 경향이 있습니다(Pandolfo, 2009; Koeppen, 2011).

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바이오마커 : 생물학적 상태나 상태를 측정할 수 있는 지표 . 바이오마커는 질병의 존재, 진행, 심각도를 감지하거나 모니터링하고, 치료 효과를 평가하기 위해 의학 및 연구 분야에서 자주 사용됩니다.

뇌 위축 : 뇌 전체 또는 뇌의 일부 부위의 부피 또는 두께감소 .

확산 텐서 영상(DTI ): 물의 확산과 방향성을 측정하여 평균 확산도, 축방향 확산도, 방사상 확산도, 분별 이방성 지표를 생성하는MRI 기법입니다 .

프리드리히 운동 실조증: 보행 및 사지 운동 실조, 구음 장애, 청력 상실, 척추 측만증, 떨림, 심근증, 당뇨병과 같은 기타 신경학적 증상을 특징으로 하는 희귀한 진행성 신경 퇴행성 장애. 주로 소아기 또는 청소년기에 나타나며, 주로 소뇌, 뇌간, 척수에 영향을 미칩니다.

신경교성: 신경교성 질환에서 흔히 관찰되는 뇌 손상이나 질병에 대한 반응으로 신경교세포의 증식과 비대.

자기공명영상(MRI ): 자기장과 고주파(RF) 펄스를 사용하여 이미지를 생성하는 비침습적 영상 방식입니다.

자기공명분광법(MRS): 특히, 양성자(1H) MRS는 자기장과 고주파(RF) 펄스를 사용하여 신체 조직, 특히 뇌의 화학 성분을 측정하는 비침습적 영상 기법입니다. 조직 구조의 상세한 이미지를 생성하는 기존의 자기공명영상(MRI)과 달리, 양성자(1H) MRS는 관심 부피 내에서 대사 산물로 알려진 특정 생화학 화합물을 감지하고 정량화하는 데 중점을 둡니다.

신경 퇴행: 뉴런의 손실을 초래하는 복잡하고 다원적인 과정.

신경 영상: MRI, PET, SPECT 영상과 같은 기술을 활용하여 신경계 내의 구조적, 기능적 구성 요소의 이미지를 생성하는 과정.

관심 영역(ROI ): 이미지 내에서 식별된 특정 데이터 하위 집합. 체적 분석의 경우, ROI는 신경 해부학적 구조와 분할된 특징에 해당합니다.