정밀 의료 시대의 도래와 함께 제2형 당뇨병의 이질성(heterogeneity)과 아형 분류(subclassification)에 대한 연구가 많은 주목을 받고 있다. 제2형당뇨병 환자의 임상 지표를 기반으로 한 아형 분류가 가능하며, 이러한 분류가 예후와 상관관계를 가진다는 것이 보고되었다(Ahlqvist E et al. The Lancet Diabetes & Endocrinology. 2018;6(5):361-369). 또한, 당뇨병 진단 이전의 고위험군에서도 이러한 아형 분류가 가능함이 보고되었다(Wagner R et al. Nature Medicine. 2021;27(1):49-57).

본 연구는 연속 혈당 모니터링(Continuous Glucose Monitoring, CGM) 데이터를 기반으로 혈당 프로파일(glycemic profile)에 따른 아형 분류(subclassification)가 가능하며, 이러한 분류가 병태 생리적 특성을 반영한다는 것을 제시한 논문이다.

본 연구는 공복 혈당이 126 mg/dL 미만이며 당뇨병 병력이 없는 56명을 대상으로 하였고, HbA1c 수치에 따라 정상 혈당군, 당뇨병 전단계군, 제2형당뇨병군으로 분류하였다. 연구 참여자는 세 가지 코호트로 구성되었으며, 먼저 머신러닝 모델 개발을 위한 초기 코호트에는 36명이 등록되었고, 이 중 32명이 모든 대사 검사를 완료하여 최종 분석에 포함되었다. 해당 32명을 대상으로 insulin suppression test (SSPG; muscle insulin resistance), oral glucose tolerance test (OGTT; Disposition index, β cell function/Hepatic IR index), isoglycaemic intravenous glucose infusion test (incretin effect)를 포함한 정밀 대사 연구를 진행하였다. 이러한 대사 데이터를 유전학적 분석, 전자의무기록, CGM 데이터와 통합하여 머신러닝 모델을 개발하였고, OGTT 중 측정된 CGM 값의 변화 양상과의 연계를 통해 모델 학습에 활용하였다. 이후 모델은 별도로 모집된 24명의 검증 코호트에서 OGTT 기반으로, 초기 및 검증 코호트에 포함된 총 29명에서는 자가 CGM 데이터를 기반으로 각각 검증되었다.

연구 결과, 머신러닝 모델은 근육 인슐린 저항성을 곡선 아래 면적(area under the curve, AUC) 0.95, β세포 기능 저하를 AUC 0.89, 인크레틴 효과 저하를 AUC 0.88의 정확도로 예측하였다. 이는 OGTT 데이터에서 추출한 혈당 곡선의 특성이 각기 다른 대사 아형을 구분하는 데 있어 중요한 지표로 활용될 수 있음을 보여준다. 또한, 연구진은 CGM을 활용한 OGTT 수행이 가능함을 확인하였으며, 이를 통해 대사 아형을 효과적으로 예측할 수 있음을 입증하였다(AUC 0.88).

본 연구는 라이프로그 기반의 환자 생성 건강 데이터(patient-generated health data, PGHD)를 활용하여 당대사와 관련된 생리적 특성을 예측하고 분류할 수 있음을 제시하였다는 점에서 의의가 크다. 이러한 접근은 개인 맞춤형 정밀 의료 실현을 위한 핵심 요소로 작용할 수 있으며, 향후 CGM 기반 대사 아형 분류 및 예측 모델 개발에 있어 중요한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

인슐린은 강력한 혈당 강하 효과를 가지고 있음에도 불구하고, 주사제 형태로만 투여가 가능하여 인슐린 치료가 필요한 환자들에게 적절히 사용되지 못하는 경우가 많았다. 이에 따라 인슐린의 경구제, 패치, 흡입제 등의 다양한 제형 개발이 시도되었으나, 대부분 효과적인 결과를 얻지 못하였다.

본 연구의 목적은 볼루스 인슐린의 대체제로서 흡입형 테크노스피어 인슐린(inhaled Technosphere Insulin, TI)과 기저 인슐린 데글루덱(basal insulin degludec) 병용 요법이, 일반적인 치료(자동 인슐린 주입 시스템 또는 다회 인슐린 주사)와 비교하여 혈당 조절에 있어 비열등한지를 평가하는 데 있다.

123명의 성인 제1형 당뇨병 환자를 대상으로 17주간 무작위 대조 연구를 수행하였다. 대상자는 흡입형 인슐린(TI)과 인슐린 데글루덱을 병용 투여한 실험군(n=62)과 기존 치료를 유지한 대조군(n=61)으로 무작위 배정되었으며, 두 군 간의 당화혈색소(HbA1c) 및 혈당 변화가 평가되었다. 모든 연구 대상자는 연구 시작 전부터 연속혈당측정기(continuous glucose monitoring, CGM)를 사용하고 있었으며, 연구 기간 동안에도 CGM 사용을 지속하였다.

17주 후 HbA1c 변화는 TI+인슐린 데글루덱 병용군(7.62%)과 대조군(7.54%) 간에 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다(p=0.01). CGM 분석 결과, 주간 혈당 변동은 두 군 간 유사하였으나, TI 병용군에서 야간 혈당 상승이 일부 관찰되었다. HbA1c가 0.5% 이상 개선된 환자의 비율은 TI 병용군에서 21%였던 반면, 대조군에서는 5%에 불과하였다. 가장 흔히 보고된 부작용은 경미한 기침(23%)이었으며, 총 8명의 환자가 부작용으로 인해 TI 사용을 중단하였다.

흡입형 인슐린과 기저 인슐린의 병용 요법은 기존 치료와 비교하여 HbA1c 개선 효과는 유사하였으나, 일부 환자에서는 유의미한 혈당 개선이 관찰되었다. 이러한 결과는 흡입형 인슐린이 특히 식후 혈당 상승을 보다 적극적으로 조절하고자 하는 환자들에게 유용한 치료 옵션이 될 수 있음을 시사한다. 단, 치료 효과의 극대화를 위해서는 지속적인 혈당 모니터링과 환자 교육이 병행되어야 하며, 적절한 대상자 선별이 무엇보다 중요하다. 본 연구 결과는 흡입형 인슐린이 제1형 당뇨병 환자에서 새로운 치료 전략으로 활용될 수 있는 가능성을 제시하며, 향후 치료 적합 환자군의 정의 및 장기적 효과를 규명하기 위한 추가 연구가 요구된다.