핵심 해설
이 문제는
중증 복합면역결핍증(SCID, Severe Combined Immunodeficiency)의 한 유형인
아데노신 탈아미노효소(ADA, Adenosine Deaminase) 결핍증의 병태생리 기전을 묻고 있어요. 단순히 면역결핍이 발생한다는 사실을 암기하는 것을 넘어, 왜 T세포와 B세포 모두가 특이적으로 손상되는지 그 분자생물학적 기전을 이해해야 해요.
1. 핵심 개념 분석 (Key Concept)
ADA는 퓨린 대사 경로(Purine salvage pathway)의 핵심 효소로,
아데노신(Adenosine)과
데옥시아데노신(Deoxyadenosine)을 각각 이노신(Inosine)과 데옥시이노신(Deoxyinosine)으로 비가역적으로 탈아미노화하여 분해해요. 이 효소가 유전적으로 결핍되면 기질인 아데노신과 특히
핵심! 데옥시아데노신이 체내에 축적됩니다.
림프구는 다른 세포들보다 데옥시뉴클레오타이드 인산화 효소(Deoxynucleotide kinase) 활성이 높아서, 축적된 데옥시아데노신을
데옥시아데노신 삼인산(dATP, deoxyadenosine triphosphate)으로 빠르게 전환시켜요. 세포 내에 축적된 고농도의 dATP는
혼동 주의! DNA 합성을 '직접' 차단하는 것이 아니라,
리보뉴클레오티드 환원효소(Ribonucleotide reductase)를 억제하여 DNA 복제 및 복구에 필요한 다른 데옥시뉴클레오타이드(dNTP)의 생성을 방해하고, 세포자멸사(Apoptosis)를 유도합니다. T세포와 B세포 모두 이 경로에 의존적이므로 심각한 림프구 감소증이 발생하는 것이에요.
2. 정답 근거 (Answer Rationale)
①번이 정답입니다. ADA 결핍 → 데옥시아데노신 축적 → 림프구 내 dATP 과잉 생성 → 리보뉴클레오티드 환원효소 억제 및 DNA 손상 유발 →
세포자멸사(Apoptosis) 유도 → T세포, B세포 감소의 병리적 기전을 정확하고 포괄적으로 설명하고 있어요.
핵심! 독성 대사물(dATP)이 세포사멸의 직접적 트리거가 된다는 점을 명시한 것이 이 선택지의 핵심입니다.
3. 오답 분석 (Distractor Analysis)
②번:
혼동 주의! 데옥시아데노신 자체가 DNA 합성을 직접 차단하는 것은 아닙니다. 그 대사산물인 dATP가 리보뉴클레오티드 환원효소를 억제하여 간접적으로 DNA 합성을 저해하는 복잡한 기전을 거칩니다. '직접 차단'이라는 표현은 틀렸어요.
③번:
혼동 주의! 요산(Uric acid)은 퓨린 대사의 최종 산물이지만, ADA 결핍 시에는 퓨린 분해가 막히므로 오히려 요산 생성은 감소합니다. 골수 내 성숙 억제가 주된 기전이 아니에요. (요산 과잉은 차라리 ADA 과활성과 관련된 통풍에서 볼 수 있죠.)
④번: ADA 결핍은 퓨린 분해 경로의 차단으로 인해 퓨린 합성을 과활성화시키지 않습니다. 축적되는 것은 분해되지 못한 기질(데옥시아데노신)이지, 에너지 대사 고갈이 주된 병리 기전은 아니에요.
⑤번: 축적되는 주요 독성 물질은 아데노신보다
데옥시아데노신이며, 이로 인한 독성은 세포 내 대사체(dATP)의 효소 억제 작용이지 림프구 표면 수용체 신호를 직접 차단하는 방식이 아닙니다.
4. 연관 개념 정리 (Related Concepts)
SCID의 다른 주요 유형과의 감별도 중요해요. X-연관 SCID(X-linked SCID)는 사이토카인 수용체의 공통 감마 사슬(common γ-chain) 유전자 결함으로, T세포와 자연살해세포(NK cell)는 결핍되지만 B세포는 정상 수로 존재하는 경우가 많아요. ADA 결핍 SCID는 T, B, NK 세포가 모두 결핍되는 T-B-NK- 표현형이에요.
치료 전략으로는 조혈모세포 이식(HSCT)이 근본적 치료이며, 효소 대체 요법(ERT, Pegademase bovine)이나 유전자 치료도 시행될 수 있습니다.
개념 정리
| 구분 | ADA 결핍 SCID | X-연관 SCID |
|---|
| 결함 유전자 | ADA (20번 염색체) | IL2RG (X 염색체, 공통 감마 사슬) |
| 영향 받는 세포 | T세포, B세포, NK세포 모두 감소 | T세포, NK세포 감소 (B세포는 정상) |
| 주요 기전 | 독성 대사물(dATP) 축적 → 세포자멸사 | 사이토카인 신호전달 장애 → 림프구 분화 실패 |
| 생화학적 특징 | dATP 증가, 요산 감소 | 정상 퓨린 대사 |
약리기전 포인트
ADA 효소의 생리적 역할:
아데노신 + H₂O → 이노신 + NH₃ (비가역적 탈아미노화 반응). 림프구는 퓨린 재생 경로(Purine salvage pathway) 의존도가 높아 ADA 결핍에 특히 취약합니다. 축적된 dATP는
리보뉴클레오티드 환원효소(Ribonucleotide reductase)의 활성 부위에 결합하여 CDP, UDP, GDP 등이 dCDP, dUDP, dGDP로 환원되는 것을 차단합니다.
국시 빈출 포인트
면역결핍 질환 파트에서 ADA 결핍증은 "퓨린 대사 장애 → 면역결핍"의 대표 사례로 빈출됩니다.
핵심! "ADA 결핍 시 축적되는 물질은? → 데옥시아데노신과 dATP", "ADA 결핍 SCID의 특징적인 세포 표현형은? → T-B-NK-"를 반드시 암기하세요. X-연관 SCID와의 감별도 시험에 자주 나옵니다.
기출 변형 주의!
단순 기전에서 나아가, ADA 결핍 SCID 진단 시 예상되는 검사실 소견(혈중 아데노신/데옥시아데노신 농도 증가, dATP 축적, 요산 감소)이나 치료법(효소 대체 요법, 유전자 치료)을 묻는 문제로도 변형될 수 있어요.