우주 비행 관련 신경안증후군(SANS)

한눈에 보는 포인트

SANS는 장기 우주 체류(ISS 등)의 미세중력 환경에서 발생하는 신경안과적 증후군으로, 이전에는 VIIP(시각 장애 및 두개내압) 증후군이라고 불렸습니다.
주요 소견은 시신경 유두 부종, 맥락막 주름, 연성 백반, 안구 편평화, 원시화 이동입니다.
ISS 장기 임무 후 최대 48%의 우주비행사가 근거리 시력 변화를 자각하고, 30일 초과 임무 수행자의 최대 45%에서 안구 이상이 관찰됩니다.
병인은 다인자성이며, 두부 체액 이동, 두개내압 상승, 시신경초 구획화, 일탄소 대사 경로 이상 등이 제안되고 있습니다.
지상의 IIH(특발성 두개내압 항진증)의 전형적 증상(두통, 복시, 박동성 이명)은 SANS에서 나타나지 않는 점이 감별의 핵심입니다.
관리는 ‘치료’가 아닌 ‘대항책(Countermeasures)’ 접근법으로, 일탄소 대사 경로 보충, 수영용 고글, 아세타졸아미드가 사용됩니다.
현재까지 생명을 위협하는 사례나 임무 중단에 이른 사례는 보고되지 않았습니다.

1. SANS란?

SANS(Spaceflight-Associated Neuro-Ocular Syndrome: 우주 비행 관련 신경안증후군)는 장기 우주 체류 중 우주비행사에게 나타나는 일련의 신경안과적 소견 및 증상의 총칭입니다¹².

이전에는 VIIP(시력 장애 및 두개내압) 증후군이라고 불렸지만, 두개내압 상승만으로는 병태를 설명할 수 없다는 것이 밝혀져 현재의 명칭으로 변경되었습니다¹³.

역학

SANS의 발생 빈도는 미션 기간에 따라 다릅니다.

단기 셔틀 미션 후: 최대 23%가 근거리 시력 변화를 자각함²
ISS 장기 미션 후: 최대 48%가 근거리 시력 변화를 자각함²
30일 초과 임무 수행자: 자각 증상 유무와 관계없이 최대 45%에서 안구 이상 확인¹²

연간 우주비행사 수는 약 12명(3개월마다 약 3명)으로 적어 통계적 표본 크기에 제한이 있음에 유의해야 합니다.

Q SANS는 얼마나 자주 발생하나요?

ISS 장기 임무 후 최대 48%의 우주비행사가 근거리 시력 변화를 자각하고, 30일 초과 임무 수행자에서는 최대 45%에서 (자각 증상이 없더라도) 안구 이상이 인정됩니다. 다만 연간 우주비행사 수는 약 12명에 불과하여 분석에 사용되는 표본 크기는 제한적입니다.

2. 주요 증상과 임상 소견

자각 증상

근거리 시력 저하: 최대 1.5디옵터의 원시화 이동으로 나타납니다. 미세중력 노출 후 빠르면 3주 만에 나타날 수 있습니다¹².
암점(Scotomas): 시야의 일부가 결손됩니다.
원거리 시력 저하: 안구 형태 변화에 따라 발생합니다.
두통: 일부 우주비행사에서 보고되었습니다.

IIH에서 흔히 나타나는 복시, 박동성 이명, 일과성 시력 상실, 메스꺼움, 구토는 SANS에서는 나타나지 않는다는 점이 IIH와의 중요한 차이점입니다.

임상 소견(의사가 확인하는 소견)

시신경유두부종: 무증상일 수 있으며, 비대칭적인 양측 부종이 발생할 수 있습니다. 지상 IIH에서 보이는 동심원상의 Paton 선과 달리 SANS에서는 선상 주름을 보입니다¹².
맥락막 주름: 후극부에서 망막 주름보다 먼저 나타납니다¹².
면화반: 망막의 허혈성 변화로 인식됩니다¹³.
OCT에서 신경섬유층 비후: 시신경유두 주변 망막 신경섬유층이 두꺼워집니다¹².
안구 편평화: 안구 후극부가 편평해지고 안축장이 단축됩니다¹³.
원시화 이동: 굴절 검사에서 원시 도수의 증가로 확인됩니다¹³.

IIH에서는 치료 후 시신경 위축이 남을 수 있지만, SANS에서는 이 소견이 관찰되지 않았습니다. 안압 측정은 SANS 발병의 신뢰할 수 있는 지표로 간주되지 않습니다.

Q SANS의 증상은 지구 귀환 후에도 지속됩니까?

IIH와 달리 SANS에서는 현재까지 시신경 위축이 보고되지 않았습니다. 다만 귀환 후에도 원시화 이동 및 안구 편평화가 지속되는 사례가 있는 것으로 알려져 있으며, 장기 경과에 대한 연구가 진행 중입니다.

3. 원인 및 위험 요인

주요 위험 인자

ISS 등 장기 우주 체류에서 미세중력 환경에 장기간 노출되는 것이 가장 큰 위험 인자이며, 노출량에 따라 발병 위험이 증가합니다.

바이오마커와의 연관성

안과 증상을 보인 우주비행사는 비행 중 혈청 엽산 수치가 감소하는 경향이 확인되었습니다⁴⁵. 비타민 B12 혈청 농도에는 차이가 없지만, 안과 증상을 보인 경우 장기 체류 후 혈청 메틸말론산, 호모시스테인, 시스타티오닌, 2-메틸시트르산이 25-45% 높습니다⁴.

Q 우주비행사 중 SANS가 발생하기 쉬운 사람의 특징이 있습니까?

일탄소 대사 경로의 생화학적 이상이 있는 사람, 비행 중 혈청 엽산 수치가 낮은 사람, 비행 후 혈청 메틸말론산 농도가 현저히 높은 사람에서 위험이 높을 수 있습니다. CO2 농도 상승에 대한 민감성, 고염분 식이, 강도 높은 저항 운동과 같은 생활 및 환경 요인도 관련이 있는 것으로 생각됩니다.

4. 진단 및 검사 방법

SANS의 진단은 여러 검사 방법을 조합하여 이루어집니다. 각 검사의 시행 장소와 목적은 다음과 같습니다.

검사법	시행 장소	주요 목적/소견
MRI	지상(비행 전후)	시신경초 직경 증가, 안구 후극부 편평화, 뇌하수체 함몰
안와 초음파	ISS 내부	안구 편평화의 정성적 검출
OCT 및 안저 검사	ISS 내부 (지상 전송)	유두부종, 주름, 연성 백반 확인
요추천자	지상에서만	뇌척수액 초기압력 측정 (정상~경계치)

MRI 소견 상세

비행 전후에 시행되는 MRI에서 다음과 같은 소견이 확인됩니다.

시신경초 직경 증가, 시신경 직경 증가, 시신경 꼬임(굴곡)
T2 고신호 영역(우주비행사의 96%에서 관찰됨)
안구 후극부 편평화, 뇌하수체 상연 함몰, 뇌하수체 줄기 후방 편위, 뇌의 두부 쪽 이동

기타 검사

OCT 혈관조영술(OCTA): 최근 ISS에 도입됨. 맥락막 혈류 변화에 대한 정량적 데이터 획득이 기대됨.
굴절 검사: 원시화 이동 정도를 정량 평가함.
임상 검사: 시아노코발라민 및 엽산 의존성 일탄소 대사 경로의 효소 결핍을 확인함.
요추천자(LP): 지상에서만 시행 가능. CSF 초기압력은 정상~경계 범위인 경우가 많음(착륙 2개월 후 최고 28.5 cmH2O 기록 사례 있음). 진단적 유용성에 대해서는 논란이 있음.

참고로, NASA의 우주비행사 건강 모니터링 프로토콜에는 안압 측정이 SANS 발병의 신뢰할 수 있는 지표가 아니라고 명시되어 있습니다.

5. 표준 치료법

SANS의 관리는 ‘치료(treatment)‘보다는 ‘대책(Countermeasures)‘으로 접근하는 것이 기본입니다⁶⁷. 우주라는 특수 환경에서 선택지는 제한적이며, 다음과 같은 세 가지 주요 대책이 사용됩니다.

영양 보충

엽산 및 비타민 B12 보충: 일탄소 대사 경로의 잠재적 효소 결함을 보완하기 위한 영양 관리.

안과 증상을 보인 우주비행사에서 혈청 엽산 수치 감소가 확인되었으며, 엽산 보충이 대응책의 주축이 됩니다.

고글

수영용 고글: 사상판을 통한 압력 구배(TLPD)를 상대적으로 감소시키기 위해 사용됩니다.

안구 주위에 양압을 가하여 시신경에 가해지는 압력 차이를 줄입니다.

약물 요법

아세타졸아미드: 뇌척수액 생성을 억제하기 위해 선택적으로 사용됩니다.

이는 모든 증례에 적용되는 것은 아니며, 증례의 상황에 따라 판단됩니다.

6. 병태생리학·상세한 발병 기전

SANS의 발병 기전은 단일하지 않으며, 여러 가설이 제시되고 있습니다. 현재는 다인자성으로 간주되며, 개별 우주 비행사에서 그 기여도가 다를 가능성이 있습니다.

기본적 배경

미세중력 환경에서는 중력에 의한 림프, 뇌척수액, 혈관의 배설 기능이 손상되어 머리, 목, 안와로의 두측 체액 이동이 발생합니다. 이 체액 이동으로 인해 뇌내(두개내압) 및 안와내(시신경초내)의 정수압이 상승하는 것으로 생각됩니다¹⁷.

가설 1: 두개내압 상승설

두측 체액 이동 → 두개내 용적 및 압력 상승.

뇌척수액 압력 상승 → 시신경초를 통해 안와로 전달 → 유두부종 및 안구 편평화.

와류정맥 환류 장애 → 맥락막 비후 → 안축장 단축 및 원시화 이동.

반론: IIH의 전형적 증상(두통, 이명, 일과성 시력 소실)이 없음. 비행 중 뇌척수액 개방압 데이터도 부족하여 ‘IIH 유사’ 이론은 논란이 있습니다.

가설 2: 시신경초 구획 증후군

CSF 생리학적 변화와 시신경초 내 유동 및 배출의 개인차가 중복됩니다.

역류 방지 밸브 유사 시스템: 시신경초가 폐쇄 구획을 형성하여 뇌주위 CSF 압력을 높이지 않고 시신경초 내에 CSF를 가둡니다.

CSF 주입 연구: 시신경초는 개인별 포화점까지 선형으로 확장되며, 이는 IIH 및 SANS의 비대칭 소견을 설명할 수 있습니다.

기타 병태생리학적 요인

림프 배출의 역할: 림프계의 배출 능력 저하가 부종 형성에 기여할 수 있습니다.
맥락막 확장: 맥락막 용적 증가가 망막 및 맥락막 주름, 안구 후극부 편평화, 원시화에 기여합니다.
고CO₂ 환경: ISS 내 CO₂ 농도는 지상의 약 10배입니다. 뇌혈관 확장을 통한 두개내압 기여를 과소평가해서는 안 됩니다.
방사선 노출: 지구 자기권 밖의 심우주 탐사 임무에서는 유해한 방사선량에 노출되어 뇌실질 염증 및 혈액뇌장벽(BBB) 손상을 통해 두개내압 상승 가능성이 있습니다.

Q SANS는 특발성 두개내압 항진증(IIH)과 같은 병태인가요?

SANS와 IIH는 유사한 소견(시신경유두부종, 시신경초 확장 등)을 보이지만, SANS에서는 IIH의 전형적 증상(두통, 박동성 이명, 일과성 시력 소실 등)이 없습니다. 비행 중 CSF 초압 데이터도 부족하여 ‘IIH 유사’ 이론에는 논란이 있습니다. 병태의 중심에는 두측 체액 이동이나 시신경초 구획화 등 우주 비행 특유의 기전이 관여하는 것으로 생각됩니다.

7. 최신 연구와 향후 전망 (연구 단계 보고)

OCTA 및 AI를 통한 진단 기술의 발전

OCTA의 ISS 도입: 맥락막 혈류 변화의 포괄적이고 정량적인 데이터 획득이 가능해져 SANS의 병태 생리 규명에 기여할 것으로 기대됩니다.
AI(CNN)를 이용한 OCT 이미지 분석: 경량 컨볼루션 신경망(CNN)을 사용한 비행 중 OCT 이미지 분석이 시도되고 있으며, SANS 특이적 변화의 자동 검출을 목표로 한 연구가 진행 중입니다.

심우주 탐사와 방사선 노출

달 및 화성 임무와 같은 지구 자기권 밖의 심우주 탐사에서는 ISS에 비해 훨씬 높은 방사선량에 노출될 것으로 예상됩니다. 방사선으로 인한 뇌실질 염증, BBB 손상과 SANS 발병 간의 관계를 규명하는 것이 향후 중요한 연구 과제입니다.

일탄소 대사 경로의 유전적 다형성 선별

SANS 발병에 개인차가 있다는 것은 유전적 소인이 존재함을 시사합니다. 일탄소 대사 경로의 효소 다형성 선별을 통해 SANS 고위험 우주비행사를 사전에 식별하고 예방적 중재를 수행하는 접근법이 검토되고 있습니다⁴⁵.

수영 고글을 이용한 압력 제어

수영 고글을 사용하여 사상판 압력 구배(TLPD)를 제어하는 새로운 접근법도 연구 단계에 있습니다. 안구 주변에 양압을 가하면 시신경에 가해지는 압력 차이를 줄일 수 있는지에 대한 검증이 진행되고 있습니다.

8. 참고문헌

Lee AG, Mader TH, Gibson CR, Tarver W, Rabiei P, Riascos RF, Galdamez LA, Brunstetter T. Spaceflight associated neuro-ocular syndrome (SANS) and the neuro-ophthalmologic effects of microgravity: a review and an update. NPJ Microgravity. 2020;6:7. PMID: 32047839. doi:10.1038/s41526-020-0097-9 ↩ ↩² ↩³ ↩⁴ ↩⁵ ↩⁶ ↩⁷ ↩⁸ ↩⁹ ↩¹⁰ ↩¹¹
Martin Paez Y, Mudie LI, Subramanian PS. Spaceflight Associated Neuro-Ocular Syndrome (SANS): A Systematic Review and Future Directions. Eye Brain. 2020;12:105-117. PMID: 33117025. doi:10.2147/EB.S234076 ↩ ↩² ↩³ ↩⁴ ↩⁵ ↩⁶ ↩⁷ ↩⁸
Wojcik P, Kini A, Al Othman B, Galdamez LA, Lee AG. Spaceflight associated neuro-ocular syndrome. Curr Opin Neurol. 2020;33(1):62-67. PMID: 31789708. doi:10.1097/WCO.0000000000000778 ↩ ↩² ↩³ ↩⁴
Zwart SR, Gibson CR, Mader TH, Ericson K, Ploutz-Snyder R, Heer M, Smith SM. Vision changes after spaceflight are related to alterations in folate- and vitamin B-12-dependent one-carbon metabolism. J Nutr. 2012;142(3):427-431. PMID: 22298570. doi:10.3945/jn.111.154245 ↩ ↩² ↩³
Brunstetter TJ, Zwart SR, Brandt K, et al. Severe Spaceflight-Associated Neuro-Ocular Syndrome in an Astronaut With 2 Predisposing Factors. JAMA Ophthalmol. 2024;142(9):808-817. PMID: 39052244. doi:10.1001/jamaophthalmol.2024.2385 ↩ ↩²
Nguyen T, Ong J, Brunstetter T, Gibson CR, Macias BR, Laurie S, Mader T, Hargens A, Buckey JC, Lan M, Wostyn P, Kadipasaoglu C, Smith SM, Zwart SR, Frankfort BJ, Aman S, Scott JM, Waisberg E, Masalkhi M, Lee AG. Spaceflight Associated Neuro-ocular Syndrome (SANS) and its countermeasures. Prog Retin Eye Res. 2025;106:101340. PMID: 39971096. doi:10.1016/j.preteyeres.2025.101340 ↩
Ong J, Mader TH, Gibson CR, Mason SS, Lee AG. Spaceflight associated neuro-ocular syndrome (SANS): an update on potential microgravity-based pathophysiology and mitigation development. Eye (Lond). 2023;37(12):2409-2415. PMID: 37072472. doi:10.1038/s41433-023-02522-y ↩ ↩²