[임플란트 임상] 치과임상에서 보툴리눔 독소주사의 응용(1)

김성택 연세대 치과대학 구강내과 교수

치과임상에서 보툴리눔독소주사의 응용

치과임상에서 사각턱이나 두통치료로 심심찮게 사용되고 있는 보툴리눔 독소는 Clostridium botulinum이라는 박테리아가 만들어내는 독소를 의료용으로 희석, 정제한 약제로 근육의 수축을 차단하여 근육의 이완효과를 나타내는 작용을 한다. 최근 관심을 모으고 있는 보툴리눔 독소에 관해 앞으로 3회에 걸쳐 보툴리눔 독소주사를 응용하기 위한 다양한 임상증례들을 살펴보기로 한다.

글 싣는 순서
1. 보툴리눔 독소의 작용기전 및 일반적인 이해
2. 교근비대(사각턱) 및 이갈이에서의 응용
3. 측두하악장애 및 두통에서의 응용

1. 보툴리눔 독소의 작용기전 및 일반적인 이해
보툴리눔 독소(이하 BTX-A)는 Clostridium botulinum 이라는 박테리아가 만들어 내는 독소를 의료용으로 희석, 정제한 약제로서 근육의 수축을 차단하여서 근육의 이완효과를 나타내는 작용을 한다.

1920년대에 BTX-A가 처음으로 분리되었으며 1949년 BTX-A가 신경전달을 차단하는 것이 증명되었고 1981년에 처음으로 인간의 사시치료에 이용이 되었다. 1989년에는 FDA가 12살 이상의 환자의 사시를 포함한 focal spasm에 BTX-A의 사용을 승인하였으며 2000년에는 성인의 cervical dystonia에 사용하는 것이 승인되었고 2002년에는 미용목적의 사용을 승인하였다.

국내에서는 1987년에 김등이 안구에 성공적으로 시술한 것에 대해 보고한 이후 주로 성형외과나 피부과에서 주름살치료로 일반인들에게 인식되기 시작하였다. 그러나 치과 임상에서도 사각턱이나 두통의 치료로도 쓰인다는 사실을 알고 있는 사람은 그리 많지 않다.

BTX는 8가지의 serotype이 존재하며 (A, B, C1, C2, D, E, F, G) 이중에서 BTX-A 가 가장 효능이 강하다고 보고되고 있다. BTX-A는 비록 그 성분이 박테리아에서 정제된 독소이나 체중 70 kg의 성인에서 약 30병 정도를 한꺼번에 주입되어야 치사 용량에 이르며 약간이라도 이상 증상이 나타나려면 적어도 5병정도의 양이 한번에 주입되어야 한다. 실제 안면 주름살 치료에 사용되는 경우 얼굴 전체를 시술하여도 60 Unit (BTX-A 한병에 100 Unit)가 넘지를 않으므로 BTX-A의 임상적 사용은 안전하다고 할 수 있다.

BTX-A는 근육신경접합부에 비가역적으로 접합하여 아세틸콜린의 분비를 억제함으로써 근육의 수축을 억제함으로써 그 치료적 효과를 나타낸다. BTX-A의 구조를 보면 heavy chain과 light chain으로 구성이 되어있다.

먼저 BTX-A의 heavy chain 부위가 운동신경 말단에 결합하게 된다. 그 후 BTX-A는 receptor-mediated endocytosis에 의해 toxin-containing vesicle을 형성하며 내부로 들어간다. 이 과정을 internalization 이라고 하는데 들어가게된 BTX-A 의 이황화결합은 아직 알려지지 않은 기전에 의해서 제거되어 heavy chain 과 light cahin이 분리가 되고 신경전달 차단인자를 포함하는 것으로 알려진 light chain이 세포질안으로 분비가 된다. 이 light chain은 세포막에 존재하는 세포질 단백인 SNAP-25 (synaptosome-associated protein)을 파괴하여서 아세틸콜린 (acetylcholine) 의 분비를 막게된다. 즉 이에 영향을 받은 신경말단은 근 수축자극으로부터 차단된다.

하지만 BTX-A는 아세틸콜린의 생합성이나 저장에 영향을 미치지 않으며 신경을 따라 흐르는 전기적 자극의 전도에도 전혀 영향을 미치지 않는다.

한편 근육이 독소에 노출된지 2일이내에 새로운 외측의 비수초화된 부수적인 신경분지 (sprouts)들을 만들기 시작한다.

이러한 신경분지들은 주변 근섬유에 새로운 근육신경접합을 형성한다. 이러한 이유로 인해 원하는 임상적인 효과를 유지하기 위해서는 4~6개월마다 반복된 BTX-A의 주사가 필요하다. BTX-A의 효능은 일반적으로 3~6개월정도 지속이 된다고 알려져있다. 그러나 이는 사람마다 변이가 존재할 수 있으며 일부환자에서는 8~9 개월정도 지속이 되는 경우도 있으며 심지어 18개월간의 지속이 보고된 경우도 있다. 즉, BTX-A는 가역적인 신경전달위축을 일으키게 된다.

BTX-A는 그 기전에서 알 수 있듯이 가역적인 변화를 일으키기 때문에 영구적인 합병증은 없다고 보고되고 있다. 그러나 약간의 부작용은 있을 수 있는데 타액분비의 어려움, 주사 부위의 멍, 양쪽 턱의 비대칭, 저작력의 저하, 표정 변화등을 시술받은 환자가 호소하기도 하며 그 외에도 두통이나 호흡곤란등을 호소하는 경우도 있다. 하지만 시술이후 1주일안에 이러한 합병증은 거의 사라지게 된다. BTX-A 자체로 인한 면역학적인 합병증은 아직 보고된 바가 없으나 제조상 포함되는 인간 혈청 알부민에 의해서 과민반응이 일어날 수 있다.

하지만 알부민의 함량을 낮추어서 제조되기 시작한 1997년 이후에 과민반응의 보고는 없다. BTX-A는 그 사용기간이 20년 가까이 되었으나 아직 생명에 위협을 줄 수 있는 치명적인 부작용은 발견되지 않은 상태이며 이는 BTX-A의 안전성에 대한 또 하나의 증거가 될 수 있다. BTX-A를 고용량으로 계속 투여받은 환자의 경우에는 BTX-A에 대한 체내에 항체가 생기게 되어서 지속되는 치료에 잘 반응하지 않는다는 보고도 있다.

치과 임상에서 BTX-A사용은 여러분야에서 응용이 될 수 있다. BTX-A는 먼저 사각턱의 교정에 쓰일 수 있다. 사각턱의 원인은 하악골자체가 발달이 된 경우와 저작근이 비대된 경우 두 가지를 들 수 있다. 하악골자체가 발달이 된 경우는 후전방 두개골 방사선사진으로 확인이 가능하며 이 경우는 BTX-A 치료를 하더라도 기대할만한 효과는 나타나지 않는다.

한편 저작근의 비대는 이갈이나 이악물기 같은 구강 악습관에 의해서도 나타날 수 있고 껌이나 오징어 같은 질기고 딱딱한 음식을 즐겨 먹는 습관이나 편측저작같은 잘못된 식습관에 의해서도 나타날 수 있다. 하지만 교근비대의 가장 지대한 원인은 역시 이갈이나 이악물기 같은 구강 악습관을 들 수 있다. 대다수의 환자들은 자신이 이갈이나 이악물기 같은 악습관을 지니고 있는지 자각하지 못하는 경우가 대부분이다.

그러나 구강 내를 관찰해보면 혀에 비정상적인 치아의 자국이 찍혀 있고 협점막에 백선등이 출현하여서 교합면과 평행하게 융기가 일어나 있고 더 진행이 되면 사각턱이라고 불리우는 근육의 비대가 나타나게 되고 때로는 근육의 촉진시 압통등이 나타날 수도 있다.

이러한 구강내의 증상은 현재 이갈이가 진행이 되고 있음을 나타내 주는 일종의 지표이다. 이갈이는 지속이 될 경우 여러 가지 구강내의 문제를 유발할 수 있다. 치아가 갈리는 현상을 포함하여서 치아나 수복물의 파절이 나타날 수 있고 치수의 충혈(hyperemia) 및 치수염이 동반 될 수 있다. 또한 턱관절의 내장증을 유발, 악화시킬 수 있으며 턱관절의 염증을 유발하기도 하고 근육통 및 근비대를 야기하기도 하며 두통을 유발할 수도 있다.

실제로 이갈이나 이악물기 같은 구강악습관으로 야기 될 수 있는 악안면상의 문제는 그 종류가 많으며 그 정도도 심각하게 발전할 수 있다. 특히 임플란트 치료에 있어서 이러한 이갈이는 심각한 치료의 실패를 야기할 수 있기 때문에 여러모로 이갈이의 치료는 필요하다.

전통적으로 구강악습관의 치료는 교합안정장치 (Occlusal Stabilization Biteplane Splint)를 이용하여서 치료가 가능하지만 요즈음 들어서는 BTX-A를 이용하여서 이갈이의 해소와 사각턱의 교정에 동시에 응용하고 있다.

이갈이에 대한 BTX-A의 효능에 대한 문헌을 고찰해보면 많은 개선이 나타나고 있음을 알 수 있다. 2003년 김등이 발표한 보고에 의하면 총 9명의 구강악습관 환자중에서 8명에 있어서 개선의 효과를 보았으며 이 때 BTX-A를 주사한 교근 부위에서 최대근 수축력의 감소를 보고하였다. 또한 저작력에 있어서 그 감소정도도 약 평균 30%정도로 감소한다고 보고하였다. 이상의 연구에서 알 수 있듯이 일반적인 주름살치료에 쓰이는 BTX-A치료와 사각턱 치료에 쓰이는 BTX-A치료는 그 재발되는 양상이 완전히 다르다. 즉, 사각턱의 교정과 이갈이의 치료에 쓰이는 BTX-A는 근육의 과다한 비대를 줄여서 그 치료적인 효과를 나타내므로 환자가 오징어나 껌같은 질기고 딱딱한 음식을 다시 저작하지 않는한은 재발되지 않을 수도 있다.

한편 BTX-A를 두통에도 사용할 수 있다. 1992년에 Binder등은 BTX-A를 환자의 이마의 주름치료를 위해서 사용하였는데 우연히도 두통도 동반되어서 현저히 감소되는 것을 보고하면서 두통에대한 BTX-A의 효과에 대한 연구가 시작이 되게 되었다.

아직 미국에서는 FDA의 승인이 나지는 않았으나 현재 활발한 임상연구가 진행이 되고 있는 실정이다. 물론 두통치료에 있어서 가장 고전적인 방법은 약물의 사용이지만 약물은 약 50%이하의 환자에서만 그 효능을 발휘하며 오래동안 복용할 경우 약물의 효능이 감소하게 된다.

또 다른 약물과 상호작용을 일으킬 수 도 있으며 또 약물 자체의 부작용도 무시할 수 없는 문제이다. 과거에 보고된 두통에서의 BTX-A 치료에 대한 연구에서도 유의할만한 부작용은 발견되지 않았지만 편두통과 긴장성두통에 있어서 그 빈도와 정도에 있어서의 감소를 관찰할 수 있엇으므로 두통의 치료에 있어서 BTX-A의 치료적 효과도 기대될 수 있다. 특히 심각한 근육의 통증을 유발하고 있는 상황이던지 급성으로 투약이 불가능한 상황에서는 두통에 있어서 BTX-A의 사용이 유용하게 사용이 될 수 있을 것이다.

BTX-A를 근막동통증후군이나 근경련등에도 유용하게 이용할 수 있다. 2003년 De Andres 등은 77명의 잘 치유되지 않는 근막동통증후군 환자를 대상으로 BTX-A 치료를 시행한 결과 치료전과 치료후의 환자의 통증을 나타내는 정도에 유의할 만한 감소가 있었으며 BTX-A를 근막동통증후군이나 근경련에 유용하게 사용할 수 있음을 보고하였다.

2000년 Barwood 등은 BTX-A를 뇌성마비로 인한 근경련 환자에 투여한바 74%에서 증상의 경감이 나타났으며 투약을 한 환자나 (50%) 통증으로 인해 통원치료를 한 환자 (33%) 보다 더 뚜렷한 개선을 보고하였다. 위와 같은 연구외에도 다른 연구에서 근육통증 및 근경련에 BTX-A를 유용하게 사용한 보고가 많이 있다.

마지막으로 BTX-A는 교정치료에도 응용할 수 있다. 효율적 치아 이동을 위해서 응용할 수 있으며 성장의 조절, 악궁크기의 증대, 웃을때 잇몸이 노출되는 잇몸 노출증 환자의 개선, 이갈이로 인한 bonding failure 감소 그리고 교정 치료후 안면부의 개선을 위해서 BTX-A를 사용할 수 있다. 그러나 BTX-A의 치료는 단순히 교정 치료를 원활하게 할 수 있는 보조적인 요법으로 사용될 뿐이지 그 자체로 중요한 결과를 기대할 수는 없는 것을 유념하여야 할 것이다.

BTX-A 치료는 대다수의 환자에 있어서 안전하게 사용이 될 수 있지만 다음과 같은 몇가지 경우에서는 그 사용이 금기시 되어 있다. 먼저 근무력증을 나타내는 환자인데 BTX-A의 근육의 이완 효과가 이런 상황을 더 악화시킬 수 있기 때문에 BTX-A 치료는 피해야 할 것이다.

또한 임산부나 젠타마이신이나 토브라마이신등 아미노글리코사이드계 항생제를 복용중인자와 어금니 부위에 심한 염증이 있어서 안면부로 퍼질 가능성이 있는 환자도 BTX-A의 사용에 있어서는 금기이다.

제 7 뇌신경 손상으로 이미 안면부에 마비가 존재하고 안면 길이에 심대한 비대칭을 가진 경우도 삼가야 할 것이다. 한편 12살 이전의 유, 소아에 대한 사용은 현재 논란이 있지만 최근 발표된 연구결과에 의하면 그 사용에 큰 지장이 없는 것으로 결론이 모아지고 있다.

BTX-A 치료는 이상에서 살펴본바와 같이 단순한 주름살치료나 미용, 성형 목적으로만 쓰이는 것이 아니며 그 정도에 따라서 심각한 악안면부의 부작용을 일으킬 수 있는 이갈이나 이악물기 같은 구강악습관을 치료하는데에 유용하게 사용될 수 있다. 게다가 긴장성 두통이나 편두통 및 근막동통증후군같은 악안면부의 동통의 감소에도 효과적으로 이용할 수 있으며 교정치료를 더 원활하게 시행하는 데에도 보조적으로 사용이 가능하다.

현재는 아직 비용이 고가여서 그 사용이 매우 제한적이나 점차로 그 사용이 늘어나고 있는 추세이므로 치과 영역에 있어서 보톡스의 사용은 더 유용하게 적용될 것으로 기대되며 향후 더 많은 임상 실험 및 그 정확한 효능과 기전에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

※ 김성택 교수
연세대학교 치과대학 구강내과 조교수
USC Orafacial pain clinic, Clinical Instructor
UCLA Orafacial pain clinic, Resident 수료
연세대학교 치과대학 교합과 전공의 수료

김성택 교수