치료 반응 예측, 모니터링 및 측정을 위한 유망한 바이오마커

Imaging, blood and digital biomarkers for mental disorders can be used to predict, monitor and measure treatment response. They include glutamate-related biomarkers demonstrated by magnetic resonance spectroscopy, serum brain-derived neurotrophic factor and many new digital biomarkers obtained from smartphones and sensors, explained Professor Gregor Hasler, University of Fribourg, Switzerland at WCP 2021.

정신 장애에 대한 이미징, 혈액 및 디지털 바이오마커를 사용하여 치료 반응을 예측, 모니터링 및 측정할 수 있다. WCP 2021에서 스위스 프리부르 대학교(University of Fribourg) 그레고르 하슬러(Gregor Hasler) 교수는 자기 공명 분광법으로 입증된 글루타메이트 관련 바이오마커, 혈청 뇌 유래 신경영양 인자(BDNF) 그리고 스마트폰과 센서에서 얻은 많은 새로운 디지털 바이오마커를 설명했다.

Mental disorders are generally characterized by heterogeneous phenotypes but there is a lack of evidence for biologic markers,1 said Professor Gregor Hasler, University of Fribourg, Switzerland. The Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, 5th Edition (DSM-5) diagnoses2 therefore lack biological validity.

스위스 프리부르 대학의 그레고르 하슬러 (Gregor Hasler) 교수는 정신장애는 일반적으로 이질적인 표현형으로 특징되지만 생물학적 표지에 대한 증거가 부족하다고1 말했다. 따라서 정신 질환 진단 및 통계 매뉴얼, 제5판(DSM-5) 진단2는 생물학적 타당성이 부족하다.

 

Biomarkers need to have the power to predict treatment response

바이오마커는 치료 반응을 예측할 수 있는 힘을 갖는 것이 필요하다

 

Characteristics of promising biomarkers

유망한 바이오마커의 특성

A variety of promising biomarkers have been identified by magnetic resonance imaging (MRI), in the blood and from smartphone and sensor digital data, explained Professor Hasler, and need to

  • be associated with a DSM disease
  • related to the pathogenetic processes
  • have the power to predict treatment response and enable translational research

혈액 내, 스마트폰 그리고 센터 디지털 데이터에서 자기공명영상(MRI)에 의해 여러 종류의 유망한 바이오마커가 확인됐고, 이는 병인의 과정과 관련된 DSM 질환과 연관 지을 필요가 있으며 치료 반응을 예측하고 중개 연구를 가능하게 할 수 있다.

Glutamate-related biomarkers

글루타메이트 관련 바이오마커

Prefrontal glutamine is increased in the early phases of mood and anxiety disorders

전두엽 글루타민은 기분장애 및 불안장애 초기에 증가된다

Professor Hasler described his own research using a magnetic resonance spectroscopy technique to compare glutamate-related biomarkers in unmedicated adults with major depressive disorder (MDD) and controls.3

하슬러 (Hasler) 교수는 자기 공명 분광 기술을 사용하여 약물을 복용하지 않은 주요 우울 장애(MDD)성인군과 대조군의 글루타메이트 관련 바이오마커를 비교하는 자신의 연구를 설명했다.3

 

It demonstrated abnormal reductions in glutamate/glutamine and gamma-aminobutyric acid (GABA) in dorsomedial/dorsal anterolateral prefrontal brain regions compatible with findings from postmortem histopathologic studies.3,4

그것은 사후 조직병리학적 연구 결과와 양립할 수 있는 배내측/등쪽 전외측 전전두엽의 뇌 영역에서 글루타메이트/글루타민 및 감마-아미노부티르산(GABA)의 비정상적인 감소를 보여주었다.3,4

Prefrontal glutamine is increased in the early phases of mood and anxiety disorders,5 said Professor Hasler, and further understanding of glutamate–glutamine dysfunction in stress-related disorders may lead to new therapeutic strategies.

전전두엽 글루타민은 기분 및 불안 장애의 초기 단계에서 증가하며5, 스트레스 관련 장애에서 글루타메이트-글루타민 기능 장애에 대한 추가적인 이해는 새로운 치료 전략으로 이어질 수 있다고 하슬러(Hasler) 교수가 말했다.

High levels of extracellular glutamate damage neural dendrites and spines

높은 수준의 세포 외 글루타메이트은 신경 수상돌기와 척추에 손상을 입힌다

In terms of the pathogenetic process, Professor Hasler described research showing that prolonged MDD alters prefrontal glutamate release and reduces glutamate uptake. The resulting high levels of extracellular glutamate damage neural dendrites and lead to decreased spine density and synaptic strength.6

병인 과정과 관련하여 하슬러 (Hasler) 교수는 장기간의 주요우울장애(MDD)가 전전두엽 글루타메이트 방출을 변화시키고 글루타메이트 흡수를 감소시킨다는 연구를 설명했다. 결과적으로 높은 수준의 세포 외 글루타메이트가 신경 수상돌기를 손상시키고 척추 밀도와 시냅스 강도를 감소시킨다.6

 

Blood biomarkers

혈액 바이오마커

Serum brain-derived neurotrophic factor increases in patients who respond to antidepressants

항우울제에 반응하는 환자에서 혈청 뇌 유래 신경 영양 인자는 증가한다

Neurotrophic factors, such as brain-derived neurotrophic factor (BDNF), and stress-related, inflammatory and epigenetic biomarkers can all be measured in the blood, said Professor Hasler. He highlighted a 2020 systematic review and meta-analysis demonstrating that serum BDNF levels

  • are decreased in patients with MDD
  • increase in patients who respond to antidepressants7

뇌 유래신경영양인자(BDNF)와 같은 신경영양인자와 스트레스 관련, 염증성, 후생유전성 바이오마커 등이 모두 혈액 내에서 측정될 수 있다고 하슬러(Hasler) 교수는 말했다. 그는 주요우울장애(MDD) 환자에게 줄어드는 BDNF 수준은 항우울제에 반응하는 환자에서 늘어남을 보여주는 2020년 체계적 검토와 메타 분석을 강조했다.7

Digital biomarkers

디지털 바이오마커

Digital biomarkers are showing promise as biomarkers of mental illness

디지털 바이오마커는 정신질환의 바이오마커로서의 가능성을 보여주고 있다

Digital biomarkers obtained from smartphones and sensors, for instance phone usage, activity and voice characteristics may be associated with specific psychiatric behaviors,8,9 said Professor Hasler. They are likely to play a more prominent role as biomarkers of mental illness in the future.

스마트폰과 센서에서 얻은 디지털 바이오마커(예: 전화 사용, 활동, 음성 특성)는 특정 정신적 행동과 관련이 있을 수 있다고8,9 하슬러 (Hasler) 교수는 말했다. 그 디지털 바이오마커는 앞으로 정신질환의 바이오마커로서 더욱 두드러진 역할을 할 것으로 보인다.

참고문헌
  1. Hasler G, et al. Neuropsychopharmacology 2004;29:1765–81.
  2. Available at https://dsm.psychiatryonline.org/doi/book/10.1176/appi.books.9780890425596. Accessed 30 Mar 21.
  3. Hasler G, et al. Arch Gen Psychiatry 2007;64:193–200.
  4. Rajkowska G, et al. Biol Psychiatry 1999;45:1085–98.
  5. Hasler G, et al. Transl Psychiatry 2019;9:170.
  6. Abdallah CG, et al. Annu Rev Med 2015;66:509–23.
  7. Shi Y, et al. Eur Neuropsychopharmacol 2020;41:40–51.
  8. Spinazze P, et al. BMJ Open 2019;9:e032255.
  9. Low DM, et al. Laryngoscope Invest Otolaryngol 2020;5:96–116.
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