50년 전만 해도 3.3파운드(약 1.6kg) 미만의 미숙아 생존율은 30%에 불과했습니다. 오늘날 신생아 의학의 눈부신 발전 덕분에 생존율은 거의 80%까지 높아졌습니다.
하지만 이런 "미숙아"들은 신생아 중환자실(NICU)을 떠난 후 어떻게 될까요?
많은 아이들이 건강한 성인으로 성장합니다. 하지만 극저체중으로 태어난 신생아의 절반은 학습 장애를 겪고, 10명 중 1명은 뇌성마비를 겪습니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 루실 패커드 어린이 병원과 스탠포드 대학 의대의 과학자들은 발달 장애의 초기 징후를 식별하고 NICU 졸업생의 결과를 개선하기 위한 개입 전략을 발전시킬 수 있는 단서를 찾고 있습니다.
치료의 궤적
신생아과 전문의이자 스탠포드 대학 소아과 교수이자 존슨 임신 및 신생아 서비스 센터 산하 병원 태아 및 임신 건강 프로그램의 의료 책임자인 수잔 힌츠 박사는 미숙아의 경우 더 나은 결과를 얻으려면 장기적인 추적 조사가 중요하다고 말합니다.
힌츠는 "임산부부터 시작하여 신생아기를 거쳐 아동기까지 이어지는 순조로운 치료 과정을 구축해야 합니다."라고 말합니다. "발달, 행동, 언어, 운동 장애의 초기 징후를 인지할 수 있는 발달 소아과 의사, 작업 치료사, 물리 치료사 등으로 구성된 팀의 지속적인 후속 조치를 받는 것이 매우 중요합니다."
그러한 전문가 중 한 명은 스탠포드 대학의 동작 및 보행 분석 연구실 소장이자 소아 정형외과 조교수인 제시카 로즈 박사입니다. 그녀는 근육 조절, 보행, 균형 문제 등 뇌성마비 증상이 있는 수백 명의 어린이를 평가했습니다.
2세까지 걸을 수 없는 아이들은 종종 뇌성마비 진단을 받습니다. 하지만 연구에 따르면 이러한 증상이 나타나기 전에 아이를 치료하면 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.
로즈는 집중적이고 전략적으로 조기 개입을 하면 효과가 있다는 증거가 있다고 말합니다. 그녀는 2주 동안 60시간 동안 강도 높은 상지 운동을 하면 뇌성마비 아동의 근육 조절 능력이 향상될 수 있다는 새로운 연구 결과를 언급합니다.
로즈의 말에 따르면, 안타깝게도 대다수의 어린이가 조기 개입을 받지 못하고 있다고 합니다. 현재로선 미숙아 중 운동 장애나 기타 장애가 생길 사람을 정확하게 예측하는 게 불가능하기 때문입니다.
2010년, 로즈와 동료들은 뇌성마비의 조기 경고 신호를 파악하기 위해 저희 병원 신생아 집중치료실(NICU)의 미숙아 부모들을 모집하여 획기적인 연구를 시작했습니다. 연구팀은 신생아 102명의 혈액 샘플과 뇌 영상을 분석하고 18개월에서 22개월 후에 추적 검사를 실시했습니다.
각 영아는 신생아 집중치료실(NICU)에서 퇴원하기 약 37주 전(만삭에 가까웠을 시기)에 일반적인 자기공명영상(MRI)을 이용한 정기적인 뇌 스캔 검사를 받았습니다. 66명의 영아는 확산텐서영상(DTI)이라는 새로운 MRI 기법을 시행받았는데, 이 기법은 각 섬유 주변의 물 분자 확산을 추적하여 뇌의 결합 섬유, 즉 백질의 상세한 영상을 생성합니다.
기존 MRI에서 뇌 이상 징후가 발견되었지만, 이는 18개월에서 22개월 사이에 아이의 신경 발달이나 보행 결과와는 일치하지 않았습니다. DTI 스캔에서는 백질의 두 가지 중요한 영역, 즉 뇌의 두 반구를 연결하는 뇌량과 감각운동피질을 뇌간 및 척수에 연결하는 내피에 미세 구조적 문제가 있음을 보여주었습니다.
로즈는 "37주차에 뇌량과 내낭의 미세 구조적 이상이 아이의 인지 및 운동 발달 문제와 18~22개월에 보행 속도와 안정성에 문제가 있는 것과 유의미한 상관관계가 있다는 것을 발견했습니다."라고 말합니다.
신생아 집중치료실(NICU)에서 채취한 혈액 샘플은 추가적인 단서를 제공했습니다. 혈류 내 알부민 수치가 낮고 C-반응성 단백질(CRP) 수치가 높은 영아는 18개월에서 22개월 후에 운동 및 인지 장애가 나타났습니다. 로즈는 "CRP와 알부민은 감염과 염증에 대한 신체 반응의 일부입니다."라고 설명했습니다. "생후 첫 2주 동안 이러한 단백질 수치가 예후와 유의미한 상관관계를 보였습니다."
이러한 결과는 임신이나 출산 중 감염과 뇌 손상이 아이의 신경발달 문제 위험을 증가시킨다는 연구 결과와 일치합니다. 하지만 로즈 박사는 신생아 DTI 검사와 혈액 단백 분석의 장기적인 예측 가치를 확인하기 위해서는 더 많은 인구 집단을 대상으로 한 추가 연구가 필요하다고 말합니다.
로즈는 "6세 아동의 신경운동 능력을 평가하기 위한 후속 연구를 위한 자금 확보를 위해 노력하고 있습니다."라고 덧붙였습니다. "저희의 목표는 신생아 집중치료실(NICU)에서 퇴원하는 순간부터 중재를 위한 지침을 제공할 수 있는 최적의 예측 모델을 찾는 것입니다."
언어와 학습
조산아로 태어난 많은 아이들은 나이가 들면서 인지적 문제에 직면할 수도 있습니다.
스탠포드 대학의 발린저-스윈델스 기부 교수이자 발달 및 행동 소아과 교수인 하이디 펠드먼 박사는 "8주 이상 일찍 태어나거나 극도로 저체중으로 태어난 어린이의 약 50%가 언어, 학습 및 실행 기능에 문제가 발생합니다."라고 말합니다.
이러한 아이들은 언어 및 읽기 평가에서 또래 아이들보다 낮은 점수를 받고, 계획, 정리, 유혹에 저항하거나 집중하는 능력도 또래 아이들만큼 뛰어나지 않습니다. 어떤 아이들은 주의력 결핍 장애와 불안을 겪게 되는데, 이는 성인이 되어서도 지속될 수 있습니다.
지난 10년 동안 펠드먼 연구실에서는 뇌 영상과 행동 연구를 통해 미숙아와 언어 및 독서 사이의 관계를 파악해 왔습니다.
연구진은 9~16세 아동을 대상으로 통계 분석을 실시한 결과, 미숙아가 어려움을 겪는 데 구체적으로 영향을 미치는 인지 영역 3가지를 발견했습니다. 언어 기억력, 독해 능력, 언어 처리 속도(어린이가 문장을 처리하는 속도)가 그것입니다. 이러한 영역은 어린이가 교실 환경에서 성공하기 어렵게 만들 수 있습니다.
펠드먼은 스탠포드 대학의 심리학자 앤 퍼날드 박사와 협력하여 언어 처리 능력이 어느 나이에 더 느린지 알아내기 위한 연구를 시작했습니다.
펠드먼은 "유아가 생후 18개월에 익숙한 단어를 처리하는 속도와 3세 때 어휘력 사이에 강력한 연관성이 있음을 발견했습니다."라고 말합니다. "이 결과는 처리 속도가 어떤 아이들이 언어를 효율적으로 학습할지, 어떤 아이들이 어휘력 및 기타 언어 능력 발달에 지장을 받을지 예측하는 데 도움이 될 수 있음을 시사합니다."
9세에서 16세 사이의 조산아를 대상으로 실시한 뇌 스캔 검사 결과, 뇌 백질의 구조적 무결성과 언어 및 독서 능력 사이에 상관관계가 있는 것으로 나타났습니다.
펠드먼은 "뇌를 거대한 상호 연결된 작은 컴퓨터들의 집합체라고 생각해 보세요."라고 설명합니다. "뇌의 백질은 컴퓨터를 연결하는 전선과 같습니다. 언어 처리 속도는 이러한 연결 상태가 건강한지 손상된지를 알려주는 매우 민감한 지표가 될 수 있습니다."
백질은 읽기 능력 발달에도 영향을 미칠 수 있습니다. 펠드먼의 연구에 따르면, 만삭아에 비해 조산아는 6세에 읽기를 시작할 가능성이 낮습니다. 펠드먼은 현재 백질의 특징이 읽기 학습 지연을 예측하는 데 도움이 되는지, 그리고 백질의 특징이 시간이 지남에 따라, 그리고 아이가 읽기를 배우면서 변화하는지 연구하고 있습니다.
펠드먼은 궁극적인 목표는 조산아의 언어 및 읽기 능력을 향상시켜 발달 지연 및 장애 위험을 줄이는 새로운 방법을 찾는 것이라고 지적합니다. 현재 교육과 치료는 아동의 병력이나 뇌 특성에 따라 맞춤화되지 않습니다.
"조산아가 만삭아와 유사한 발달 지연 양상을 보이더라도 다른 접근 방식이 필요한지 알아보고 싶습니다."라고 그녀는 설명합니다. "이런 청소년들이 교육에서 최대한의 효과를 얻기 위해 받아야 할 교육과 치료의 종류를 평가하는 연구를 설계하고자 합니다."
우리의 영향력 확대
장기 요양 접근 방식은 힌츠가 공동 책임 연구원으로 참여하고 있는 주 전체 고위험 영아 후속 조치 질 관리 이니셔티브(High-Risk Infant Follow-Up Quality of Care Initiative)를 통해 더욱 광범위하게 채택되었습니다. 캘리포니아 아동 서비스(CCS)의 후원으로 운영되는 이 이니셔티브는 주 전역의 70개 이상의 고위험 영아 후속 조치 프로그램을 하나로 묶습니다.
2009년 CCS는 캘리포니아 주산기 질 관리 협력체(California Perinatal Quality of Care Collaborative)와 협력을 시작하여, 주 전역의 130개 이상의 신생아 집중치료실(NICU)이 협력하여 연구 결과를 공유할 수 있도록 했습니다. 이 연계 프로그램의 주요 목표는 미숙아가 신생아 집중치료실(NICU)에서 퇴원할 때 정기적으로 후속 방문을 받는지, 그리고 신생아 집중치료실에서 지역사회로의 이러한 치료 전환을 어떻게 개선할 수 있는지 확인하는 것이었습니다.
"조기 개입의 혜택을 받을 수 있는 아동을 파악하는 첫 번째 단계는 자격을 갖춘 발달팀에 의뢰하는 것입니다."라고 힌츠는 말합니다. "캘리포니아에서는 출생 시 체중이 3.3파운드(약 1.6kg) 미만인 모든 영아를 고위험 영아 추적 관찰 프로그램에 의뢰해야 합니다. 하지만 이러한 의뢰는 약 80% 정도만 이루어지는 것으로 나타났습니다."
많은 가족들에게 첫 번째 후속 방문을 하는 것 또한 쉽지 않은 일입니다. 힌츠와 동료들은 현재 주 전체 프로그램을 평가하여 집에서 후속 방문 장소까지의 거리, 아동의 임상적 상황, 그리고 일부 아동이 매우 중요한 첫 방문에 참석하지 못하게 하는 기타 가족적 어려움과 프로그램 장벽과 같은 요인들을 파악하고 있습니다.
국가 차원에서 힌츠 박사는 국립 아동 건강 및 인간 발달 연구소 신생아 연구 네트워크의 지원을 받아 연구를 진행하고 있습니다. 이 연구는 극심한 조산 및 중증 질환을 가진 신생아의 치료 결과를 이해하고 개선하는 데 중점을 두고 있습니다. 저희 병원은 이 연구에 참여하는 미국 전역의 16개 학술 센터 중 하나입니다.
현재 진행 중인 전국 연구에서는 최소 12주 일찍 태어난 500명 이상의 미숙아를 대상으로 신생아 집중치료실(NICU) 입원 기간 동안 일련의 두개골 초음파 검사와 뇌 MRI 검사를 시행했습니다. 생후 18개월에서 22개월 사이에 발달 및 신경학적 추적 관찰을 위한 방문이 이루어졌습니다. 이 연구는 신생아 초기 및 후기 신경 영상 소견이 다른 임상적 위험 요인에 비해 어떤 가치를 갖는지 평가하고, 현재 일반적인 신경 영상 검사인 두개골 초음파와 MRI 중 어떤 검사가 아이의 예후를 더 잘 예측할 수 있는지 알아보는 것을 목표로 합니다.
"이 코호트 연구에서, 일반적으로 신생아가 생후 며칠밖에 되지 않았을 때 시행한 초음파 검사는 신생아 집중치료실(NICU) 입원 후 나중에 시행한 신경영상 검사보다 예측력이 떨어지는 것으로 나타났습니다. 하지만 각 아기마다 여러 가지 복잡한 요인이 있습니다."라고 힌츠 박사는 말합니다. "신생아학에서는 부모와의 상담을 위해 초기 뇌 초음파 검사 결과에 크게 의존하는 경향이 있지만, 이는 너무 단순한 접근입니다. 신생아 신경영상 검사 결과를 자녀의 미래를 예측하는 유일한 지표로 가족에게 제시하는 것은 적절하지도 정확하지도 않습니다."
MRI 스캔 분석 결과, 소뇌 손상과 함께 나타나는 백질 이상은 다른 요인과는 별개로 18개월에서 22개월 사이의 부정적인 신경발달 결과를 예측하는 데 중요한 지표가 될 수 있는 것으로 나타났습니다. 그러나 힌츠는 이 결과에 대해 신중한 입장을 취하고 있습니다.
"18개월에서 22개월 사이의 미숙아의 발달 과정을 살펴보는 것은 그들의 결과를 매우 제한적으로만 보여줍니다."라고 그녀는 말합니다. 이처럼 어린 나이에는 증거가 없는 발달 과정들이 많기 때문에, 현재 이 아이들을 6~7세까지 추적하는 보다 포괄적인 연구가 진행 중입니다.
힌츠는 "우리의 질 높은 치료 계획은 신생아 집중치료실(NICU) 문턱에서 끝나서는 안 됩니다."라고 덧붙였습니다. "우리는 아동기 전반에 걸쳐 치료 결과를 개선하기 위한 절차를 지속적으로 평가해야 합니다. 조기 아동기에 투자하는 것은 미숙아들이 성인이 되어 최선을 다할 수 있도록 지원함으로써 가족, 지역 사회, 그리고 사회를 발전시킬 수 있는 기회를 제공합니다."
이 기사는 2014년 가을호에 처음 게재되었습니다. 루실 패커드 어린이 뉴스 매거진.
