제2형 당뇨병 환자가 컴퓨터 알고리즘으로 작동되는 '인공 췌장'을 착용하면 이점이 있다는 새로운 연구 결과가 나왔다.  

이 장치는 사람들이 혈액에 얼마나 많은 설탕이 있는지 모니터링하고 높은 혈당 수치를 낮추는 데 필요한 정확한 양의 인슐린을 자동으로 투여하는 데 도움이 되었다. 심지어는 식습관을 학습하여 포도당 섭취 패턴을 찾기까지 했다.

인공 췌장을 사용한 지 20일 후, 환자들은 보다 일관되게 안전한 혈당 수치를 보였고 혈당 수치가 위험할 정도로 낮을 때 발생하는 심각한 증상인 장기간의 '하이포스(hypos)' 위험이 감소했다.

연구를 주도한 케임브리지 대학의 Wellcome Trust-MRC 대사 과학 연구소의 Charlotte Boughton 박사에 따르면 이 연구는 '특히 취약한 그룹'인 제2형 당뇨병 및 신부전 환자에 초점을 맞췄다.

"위험할 수 있는 혈당 수치의 높거나 낮은 수준을 예방하기 위해 상태를 관리하는 것은 어려울 수 있다."고 그녀는 말했다.

"자신의 상태를 안전하고 효과적으로 관리하는 데 도움이 되는 새로운 접근 방식에 대한 진정한 충족되지 않은 요구가 있다."

이 환자의 경우 신장이 손상되어 신체에서 노폐물을 제거하여 더 이상 혈액을 '청결'할 수 없다. 일부 신부전 환자는 이식을 받을 수 있지만 나머지는 투석기에서 평생을 보내게 된다.

참가자 10명 중 9명은 인공 췌장을 사용하여 당뇨병 관리에 소요되는 시간을 단축했다고 말했으며 87%는 인공 췌장을 사용하여 혈당 수치에 대해 덜 걱정하게 되었다고 보고했다.

“인공췌장은 환자가 혈당수치 목표범위 내에서 보내는 시간을 늘렸을 뿐만 아니라 사용자의 마음도 편안해졌다.”고 Wellcome Trust-MRC 대사 과학 연구소의 수석 저자인 Roman Hovorka 교수는 말했다.

"그들은 자신의 상태를 관리하고 혈당 수치에 대해 걱정하는 데 집중해야 하는 시간을 줄이고 삶을 영위하는 데 더 많은 시간을 할애할 수 있었다."

이 세 가지 구성 요소는 제2형 당뇨병 환자가 사용하는 인공 췌장을 구성한다 © University of Cambridge

네이처 메디신(Nature Medicine)에 게재된 새로운 연구는 인공췌장과 신부전 환자의 표준 당뇨병 치료제인 인슐린 요법을 비교했다.

그러나 이 치료법은 환자가 적시에 정확한 인슐린 투여량을 받는 것에 의존한다. 각 환자에 대한 올바른 투약 요법을 파악하는 것은 어려울 수 있지만 인공 췌장의 경우 적응형 컴퓨터 알고리즘이 모든 작업을 수행한다.

Boughton은 BBC Science에 "알고리즘은 포도당 센서로부터 포도당 수준에 대한 실시간 정보를 수신하고 신체에 착용한 인슐린 펌프가 제공하는 인슐린 양을 계산하여 포도당을 목표 범위 내로 유지한다"고 말했다.

"알고리즘은 시간이 지남에 따라 개별 사용자의 포도당 수준 및 인슐린 요구량의 경향과 패턴에 적응합니다."

췌장 시스템은 혈당을 모니터링하는 센서와 인슐린을 투여하기 위한 펌프 주입 세트라는 두 개의 소형 웨어러블 장치로 구성된다. 이러한 장치는 블루투스를 통해 환자의 스마트폰에 있는 앱에 연결되며, 여기서 데이터는 알고리즘을 통해 실행된다. 알고리즘이 사용자의 혈당 수치가 너무 높다는 것을 감지하면 펌프에 신호를 보내 주어 인슐린 양을 조정한다.

Boughton은 데이터가 부족하더라도 걱정할 필요가 없다고 말했다. “장치는 블루투스를 사용하여 통신하지만 WiFi나 모바일 신호가 필요하지 않다. 전화기가 범위를 벗어났거나 배터리가 부족하면 인슐린 펌프가 인슐린을 계속 공급하지만 자동은 아니다.”

그러나 환자에게 인공 췌장을 제공하는 시기는 언제일까?

“우리는 또한 제2형 당뇨병으로 입원한 사람들이 사용할 수 있도록 병원 내에 인공 췌장을 구현하는 것을 검토하고 있다. 구현 프로젝트의 목표는 NHS에서 시스템을 상환하도록 하는 것이다.”고 Boughton이 설명했다.