기관지확장증에서 대사체학과 불안 및 우울증 간의 상관관계에 대한 연구

낭포성 섬유증이 아닌 기관지확장증은 흔한 폐질환입니다. 기관지확장증의 반복적인 급성 악화는 폐 기능을 심각하게 손상시키고, 폐용량 감소를 가속화하며, 삶의 질을 저하시키고 생존 기간을 단축시킬 수 있습니다. 이전 연구에서 폐 기능 악화와 녹농균 감염과 같은 요인들이 급성 악화에 기여하는 것으로 확인되었지만, 이러한 요인들을 제거하더라도 기관지확장증 환자에서 이러한 악화 사례를 완전히 예방할 수는 없습니다. 현재 연구에 따르면 기관지확장증 환자의 20-40%가 불안 및/또는 우울증을 경험합니다. 이러한 상태는 질환 악화 위험 증가와 관련되어 있으며, 특히 우울증은 첫 번째 악화까지의 시간 단축과 관련이 있습니다. 따라서 불안과 우울증이 질환 진행에 미치는 내재적 역할을 조사하는 것이 중요합니다.

포함 및 제외 기준에 따르면, 본 연구는 2025년 12월 20일부터 2030년 12월 31일까지 화중과학기술대학 동제의과대학 연합병원, 귀주성인민병원 및 이창중심병원에서 기관지확장증으로 진단받은 참가자를 등록할 것입니다. 연구 프로토콜은 각 병원의 연구 윤리 위원회의 승인을 받았습니다. 등록 시 다음 인구통계학적 정보가 수집됩니다: 성별, 연령, 키(미터 단위) 및 체중(킬로그램 단위). 병력, 이전 악화 및 혈액 검사 결과(완전 혈구 수 및 생화학적 매개변수 포함)도 초기 상담 중에 수집됩니다. 병원성 검사 결과도 기록됩니다. 또한, 폐기능 검사(예: 예측 FEV1%) 및 고해상도 컴퓨터단층촬영(HRCT) 스캔이 수행됩니다. 환자의 호흡곤란은 수정된 의학연구위원회(mMRC) 호흡곤란 척도를 사용하여 평가되고, 불안 및 우울 상태는 병원 불안 및 우울 척도(HADS)를 사용하여 평가됩니다. 사전 동의를 받아 혈액, 객담 및 대변을 포함한 생물학적 샘플이 수집되었습니다. 참가자는 등록 후 3개월마다 추적 관찰을 받았으며, 악화 빈도, 입원 사례 및 생존 상태가 기록되었습니다. 데이터 수집 완료 후, 혈액, 객담 및 대변을 포함한 샘플에 대해 대사체학 분석을 수행하여 환자의 불안 및 우울 상태가 앞서 언급한 대사체학적 발견과 관련이 있는지 조사하고, 해당 바이오마커를 식별하며, 불안과 우울증이 기관지확장증 진행에 미치는 역할을 분석할 것입니다.

재료 및 방법

1. 데이터 수집 포함 및 제외 기준

   포함 기준:

   • 연령 ≥18세
   • 참가자의 폐 영상 소견 및 임상적 증상이 기관지확장증 진단 기준을 충족함
   • 임상적으로 안정적임(등록 전 4주 이내에 항생제 또는 경구 코르티코스테로이드 사용 없음);
   • 동의서에 서명하고 연구에 참여할 의사가 있는 환자.

   제외 기준:

   • 연령 <18세
   • 기관지확장증 진단 기준을 충족하지 않음
   • 낭포성 섬유증 또는 이전 폐 이식 경험이 있는 참가자
   • 심장, 뇌, 간, 신장과 같은 주요 시스템의 기능 장애로 인해 연구에 협조할 수 없거나 동반된 심각한 질환으로 인해 연구에 참여할 수 없는 참가자
   • 활동성 결핵, 활동성 알레르기성 기관지폐 아스페르길루스증, 활동성 비결핵성 마이코박테리아 감염 및 악성 종양 또는 폐섬유증과 관련된 이차 견인성 기관지확장증을 포함한 활동성 질환을 가진 참가자
   • 임신 중이거나 수유 중인 여성
   • 사전 동의를 제공할 수 없거나 임상 연구 참여를 거부하는 자

   환자 인구통계학적 지표 및 검사실 검사 결과 수집. 참가자 등록 시 인구통계학적 지표(연령, 키, 체중), mMRC 점수, 검사실 검사 결과, 폐기능(예측 FEV1%), 방사선학적 점수(수정된 Reiff, Bhalla 점수)가 수집되었습니다.

   불안 및 우울 상태 평가: 모든 환자는 기준선에서 병원 불안 및 우울 척도(HADS)를 작성하도록 요청받았습니다. 각 하위 척도(HADS 우울 및 불안)의 점수 범위는 0~21점이며, 점수 ≥8점은 우울증 또는 불안 가능성을 나타냅니다.

   질환 중증도 평가: 기관지확장증 중증도 지수(BSI)를 사용하여 질환 중증도를 평가했습니다.

2. 대사체학 실험 방법대사체학 실험 방법 2.1 샘플 준비 수집된 샘플 50 μL를 얼음 위에서 해동하고 내부 표준물질(1 μg/mL)을 포함한 차가운 메탄올:아세토니트릴(1:1, v/v) 200 μL와 혼합했습니다. 혼합물을 격렬하게 진탕하고 -20°C에서 2시간 동안 배양한 후 4°C에서 14,000 g으로 15분 동안 원심분리했습니다. 상층액을 새로운 바이알로 옮겨 LC-MS 분석을 수행했습니다. 모든 개별 샘플에서 동일한 양을 결합하여 풀링된 품질 관리(QC) 샘플을 준비했습니다.

   2.2 LC-MS 분석 크로마토그래피 분리는 Waters ACQUITY UPLC 시스템을 사용하여 40°C로 유지된 HSS T3 컬럼(2.1 × 100 mm, 1.8 μm)에서 수행되었습니다. 이동상은 (A) 0.1% 포름산을 포함한 물과 (B) 0.1% 포름산을 포함한 아세토니트릴로 구성되었습니다. 다음과 같은 선형 구배가 적용되었습니다: 0-2분, 2% B; 2-10분, 2%에서 98% B; 10-12분, 98% B; 12-12.1분, 98%에서 2% B; 12.1-15분, 2% B. 유속은 0.4 mL/min이었고 주입 부피는 2 μL였습니다.

   질량 분석은 SCIEX TripleTOF 6600+ 시스템에서 양성 및 음성 ESI 모드 모두로 작동하여 수행되었습니다. 매개변수는 다음과 같이 설정되었습니다: 이온 소스 가스 1: 60 psi, 이온 소스 가스 2: 60 psi, 커튼 가스: 35 psi, 소스 온도: 550°C, 이온 스프레이 전압: ±5500 V. 데이터는 정보 의존적 획득(IDA) 모드로 획득되었습니다.

   2.3 데이터 처리 및 다변량 통계 분석 원시 데이터 파일은 MS-DIAL 소프트웨어를 사용하여 피크 검출, 정렬 및 내부 표준물질에 대한 정규화를 수행했습니다. 결과 데이터 매트릭스는 다변량 분석을 위해 SIMCA-P 소프트웨어(v16.0, Umetrics, 스웨덴)로 가져왔습니다. PCA 및 OPLS-DA 전에 단위 분산 스케일링과 평균 중심화가 적용되었습니다. OPLS-DA 모델은 200회 순열 검정으로 검증되었습니다.

   OPLS-DA 모델에서 투영 변수 중요도(VIP) > 1.0이고 단변량 Student t-검정에서 p-값 < 0.05인 대사체는 통계적으로 유의한 것으로 간주되었습니다.

   2.4 대사체 동정 유의한 대사체는 정확한 질량(질량 오차 < 10 ppm)과 MS/MS 스펙트럼을 HMDB 데이터베이스의 항목과 비교하여 동정했습니다. 가능한 경우, 진품 표준물질과의 비교를 통해 동정을 확인했습니다(신뢰도 수준 1).

3. 임상 데이터 통계 분석 및 방법:

연구 중 얻은 데이터는 사전 정리되었습니다. 연속 데이터의 경우, 먼저 정규성 검정을 수행했습니다. 모든 그룹이 정규성을 충족하면 그룹 간 비교에 Student t-검정을 사용했습니다. 그렇지 않은 경우, 비모수 Wilcoxon 순위 합 검정을 고려했습니다. 범주형 변수의 경우 χ² 검정을 사용했습니다. 통계적으로 유의한 데이터는 다변량 로지스틱 회귀 분석을 거쳤습니다. P < 0.05는 통계적으로 유의한 것으로 간주되었습니다.

모든 데이터의 통계 분석은 SPSS(IBM SPSS Statistics 26.0, SPSS Inc., Chicago, IL) 및 R 언어(버전 4.1.3, www.R-project.org/)를 통해 수행되었습니다. 모든 통계 검정은 양측 검정이었으며, 통계적 유의성은 0.05로 설정되었습니다.