대사성 각막병증(metabolic keratopathy)은 대사 이상으로 인해 각막에 구조적·기능적 변화가 생기는 질환군의 총칭입니다. 단백질, 탄수화물, 지질 등의 대사 산물이 각막 조직에 비정상적으로 축적되어 투명성이 손상됩니다.
선천성 효소 결핍에 의한 유전성 대사 질환과 당뇨병으로 대표되는 후천성 대사 조절 이상이 모두 포함됩니다. 유전성 대사 질환은 대부분 상염색체 열성 유전이며, 단일 효소 결핍이 원인입니다.
각막 이영양증과 혼동되는 경우가 있지만, 다음 점에서 구별됩니다.
당뇨병성 각막병증(diabetic keratopathy)은 임상에서 가장 흔한 대사성 각막 질환으로, 당뇨병 환자의 47~64%에서 발생한다고 보고됩니다3).
대사성 각막병증의 자각 증상은 원인 질환과 각막 손상 정도에 따라 달라집니다. 경미한 침착은 무증상인 경우가 많습니다. 진행되면 시력 저하를 자각합니다.
당뇨병성 각막병증에서는 각막 감각 저하로 인해 증상을 알아차리기 어렵습니다. 안구건조증 증상(건조감, 이물감)이 나타날 수 있습니다2). 각막 상피 장애가 발생하면 통증, 눈물, 눈부심을 호소합니다.
시스틴증에서는 각막 결정 침착으로 인한 심한 눈부심과 안검 경련이 특징적입니다.
각 대사 질환에 따라 특징적인 각막 소견을 보입니다.
| 질환 | 각막 소견 | 침착 층 |
|---|---|---|
| 파브리병 | 소용돌이 각막 | 상피 기저층 |
| 윌슨병 | 카이저-플라이셔 고리 | 데스메막 |
| 시스틴증 | 바늘 모양 결정 | 전층 |
당뇨병성 각막병증의 소견은 다양합니다. 점상 표층 각막병증, 지속성 각막 상피 결손, 각막 부종이 대표적입니다3). 각막 내피 세포 밀도 감소와 다형성 증가가 관찰됩니다1). 공초점 현미경에서는 각막 신경 섬유의 밀도 감소, 길이 단축, 분지 밀도 감소가 확인됩니다2).
뮤코다당증에서는 I형(헐러 증후군)과 VI형에서 각막 전체에 안개 같은 혼탁이 발생합니다. 뮤코다당이 각막 실질에 침착되기 때문이며, 보우만막과 내피는 보존됩니다. II형과 III형에서는 원칙적으로 각막 혼탁이 나타나지 않습니다.
파브리병에서는 6세경부터 각막 상피 기저층에 회색빛 소용돌이 모양의 색소 침착(소용돌이 각막)이 나타납니다. 각막 혼탁은 50~80%의 빈도로 발생하며, 보인자 여성에서도 자주 관찰됩니다. 항부정맥제 아미오다론에 의한 각막 침착과 유사한 소견을 보입니다.
윌슨병에서는 각막 주변부 전주의 데스메막 수준에 노란색 구리 침착(카이저-플라이셔 고리)이 관찰됩니다. 환자의 80~90%에서 나타나며 진단적 가치가 높습니다.
시스틴증에서는 생후 16개월 이후 세극등 현미경으로 각막 시스틴 결정이 관찰됩니다. 주변부 전실질에서 시작하여 전층에 걸쳐 나타납니다.
대사성 각막증은 선천성과 후천성으로 크게 나뉩니다.
선천성 대사 이상
리소좀 축적 질환: 뮤코다당증, 지질 축적 질환(파브리병, 고셔병, 니만-픽병), 뮤코리피드증, 시스틴증이 포함됩니다. 효소 결핍으로 기질이 전신 조직에 축적됩니다.
지질 대사 이상: LCAT 결핍증, 탕헤르병, 슈나이더 각막 이영양증 등. 각막 실질에 지질과 콜레스테롤이 침착됩니다.
아미노산 대사 이상: 티로신혈증 2형은 가수지상 각막 병변을 유발합니다. 알캅톤뇨증에서는 각막에 갈색 기름방울 모양의 착색이 나타납니다.
구리 대사 이상: 윌슨병에서는 세룰로플라스민 합성 장애로 구리가 전신에 침착됩니다. 상염색체 열성 유전으로 10~20대에 발병합니다.
후천성 대사 이상
당뇨병: 가장 흔합니다. 만성 고혈당이 각막 상피, 신경, 실질, 내피 모두를 손상시킵니다 3).
만성 신부전: 전이성 석회화와 만성 염증으로 각막에 칼슘염이 침착되어 대상 각막 변성을 유발합니다 4). 윤부 혈관망에서의 누출이 침착 기전입니다 4).
고지혈증: 40세 이하에서 각막 윤부에 지질 침착(젊은 고리)이 보이면 가족성 고콜레스테롤혈증을 의심합니다.
당뇨병성 각막증은 당뇨병 환자의 47~64%에서 발생하는 것으로 보고됩니다 3). 각막 상피 손상, 신경병증, 내피 기능 장애 등 다양한 형태로 나타납니다. 각막증은 망막증보다 먼저 또는 동시에 발생할 수 있으며, 둘은 반드시 동기화되지는 않습니다 1).
대사성 각막증의 진단은 병력, 전신 소견 및 각막 세극등 현미경 소견에 기반합니다.
치료의 기본은 원발 질환에 대한 대응과 각막 장애의 관리입니다.
원발 질환의 치료
당뇨병: 엄격한 혈당 조절이 가장 중요합니다.
파브리병: α-갈락토시다제 제제에 의한 효소 대체 요법이 시행됩니다. 소용돌이 모양 각막의 외관을 감소시킬 수 있습니다.
뮤코다당증: 병형에 따라 효소 대체 요법이 시행됩니다.
윌슨병: 내과적 혈청 구리 감소 요법이나 간 이식이 시행됩니다.
시스틴증: 시스테아민 경구 복용으로 신장 손상 및 성장 장애의 진행을 막습니다. 그러나 각막 시스틴 침착에는 경구 복용 효과가 없습니다.
각막 장애의 관리
당뇨병성 각막증에 대한 국소 치료로서, 물질 P와 IGF-1의 병용이 각막 상피 장벽 기능 개선과 창상 치유 촉진에 효과적이라고 보고됩니다2). 세네게르민(유전자 재조합 NGF)은 신경영양성 각막증에 대한 치료 선택지가 됩니다2).
고티로신혈증 2형의 각막 병변에 대해서는, 유아기부터의 티로신 및 페닐알라닌 제한 식이가 가장 효과적입니다.
당뇨병성 각막증은 만성 고혈당이 각막의 모든 층에 손상을 일으키는 질환입니다. 그 병태에는 여러 경로가 관여합니다2)3).
각막 상피에서는 밀착연접 장애, 기저막 비후, 점막 유사천포창 활성 증가가 발생하여 상피 장벽 기능이 저하됩니다3). 각막 신경에서는 삼차신경의 소직경 섬유(Aδ 및 C 섬유)가 손상되어 각막 감각이 저하됩니다3). 신경영양인자의 상실로 상피 항상성 유지가 어려워집니다.
눈물의 포도당 함량은 비당뇨인의 4배에 달합니다1). 각막 실질 심층의 포도당 함량은 표층보다 높으며, 이것이 실질 심층의 백색 혼탁의 원인으로 생각됩니다1).
각막 내피에서는 세포 밀도 감소, 다형성 증가, Na⁺/K⁺-ATPase 펌프 기능 장애가 발생하여 각막 부종을 초래합니다3). HbA1c 고치, 당뇨병 유병 기간, 당뇨망막병증 진행 정도가 내피 세포 밀도 감소와 관련됩니다3).
리소좀 축적 질환에서는 효소 결핍으로 분해되지 않은 기질이 리소좀 내에 축적되어 각막 실질의 각막세포와 상피 세포에 침착됩니다. 뮤코다당증에서는 글리코사미노글리칸(더마탄 황산, 헤파란 황산, 케라탄 황산)이 각막 실질에 축적되어 혼탁을 유발합니다. 녹내장은 섬유주대에서 세포외 기질의 이상 축적으로 인해 슐렘관으로의 방수 유출 저항이 증가하여 발생합니다.
파브리병에서는 α-갈락토시다아제 결핍으로 글로보트리아오실세라마이드가 각막 상피 기저 세포에 축적되어 소용돌이 모양의 침착 패턴을 형성합니다.
시스틴증에서는 시스티노신 유전자 변이로 리소좀에서 시스틴 수송이 장애되어 전신 세포 내에 시스틴 결정이 축적됩니다. 각막 침착은 2세까지 발생합니다.
당뇨병에서는 만성 고혈당으로 인해 삼차신경의 소직경 섬유(Aδ 및 C 섬유)가 손상됩니다3). 폴리올 경로의 항진, AGE 축적, 미토콘드리아 기능 장애 등으로 인해 각막 신경 섬유의 밀도, 길이, 분지가 감소합니다2). 신경영양 인자의 소실도 각막 감각 저하의 한 원인입니다.
당뇨병성 각막증의 병태에 관여하는 여러 핵 단백질이 동정되어 새로운 치료 표적으로 주목받고 있습니다3).
PPARδ는 당뇨병 환자의 각막에서 발현이 유의하게 감소되어 있습니다. PPARδ 작용제인 페노피브레이트의 30일간 경구 투여로 각막 신경 섬유의 재생, 신경 부종 감소, 밀도와 폭의 개선이 2형 당뇨병 환자 30명에서 확인되었습니다3).
HMGB1은 당뇨병 마우스의 각막에서 발현이 유의하게 증가되어 있습니다. 디칼륨 글리시리진산의 미셀 제제에 의한 HMGB1 신호 억제가 당뇨병 각막의 상피 및 신경 창상 치유를 촉진한다고 보고되었습니다3).
PTEN 억제제 bpV(pic)의 국소 투여로 Akt 신호의 재활성을 통해 당뇨병 각막의 상피 재생이 촉진되었습니다3). 각막 신경 섬유 밀도와 각막 감각의 회복도 확인되었습니다3).
칼시트리올(활성 비타민 D₃)의 국소 투여는 Nrf2 항산화 신호의 활성화와 NLRP3 인플라마좀 억제를 통해 당뇨병 각막의 창상 치유와 재신경지배를 촉진했습니다2).
α-리포산은 고포도당 환경의 각막 상피 세포에서 산화 스트레스, 염증, 세포사멸을 감소시키는 것으로 보고되었습니다2).
SIRT1의 과발현은 miR-182의 상승을 통해 당뇨병 각막 신경의 재생을 촉진했습니다. SIRT3의 과발현은 미토파지 촉진을 통해 고포도당 환경의 각막 창상 치유를 개선했습니다3).
EZH2 억제제(EPZ6438, 3-데아자네플라노신 A)는 각막 근섬유아세포의 활성화와 섬유화를 동물 모델에서 억제하는 것으로 나타났습니다3).
향후 과제는 이러한 핵 단백질의 분자 기전을 더욱 규명하고, 인간을 대상으로 한 임상 시험을 통해 유효성을 검증하는 것입니다3).
- Xu M, Wu S, Niu X. Sudden unilateral corneal clouding in diabetic patient: A case report and literature review. Medicine. 2023;102:e33919.
- Buonfiglio F, Wasielica-Poslednik J, Pfeiffer N, Gericke A. Diabetic Keratopathy: Redox Signaling Pathways and Therapeutic Prospects. Antioxidants. 2024;13:120.
- Xu H, Jiang Z, Wang Y, et al. Diabetic keratopathy and nuclear proteins (Review). Mol Med Rep. 2026;33:35.
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