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뇌종양의 정확한 원인은 밝혀져 있지 않습니다. 다만 1900년대 초, 기계충을 없애려고 머리에 방사선을 조사하였는데 뇌종양이 발생하여 뇌종양과 방사선과의 연관성이 보고된 정도입니다. 환자나 보호자가 많이 물어보는 것 중 하나가 유전되거나 전염이 되는가 하는 점입니다. 신경섬유종증과 같은 일부 뇌종양에서 유전성 경향을 보이기는 하나, 대부분은 유전되지 않고 전염되지도 않는 병입니다.
최근 인간 유전자 즉 게놈이 밝혀지면서 뇌종양의 발생에 연관되는 유전자가 밝혀지고 있는데, 대표적인 것으로 p53, 망막아세포종유전자 Rb, PTEN 등이 있습니다. 이들 비정상적인 유전자를 고치는 유전자 치료법이 뇌종양에서도 활발히 연구되고 있습니다.
암을 유발하는 데에는 주된 역할을 하는 두 가지 종류의 유전자군, 즉 원형암유전자(Protooncogene)와 종양억제유전자(Tumor suppressor gene)가 있습니다. 이들 유전자는 정상적으로는 세포가 성장하고 분열하는 복잡한 과정을 조율하는 기능을 하는데, 원형암유전자는 성장과 분열을 촉진하고, 종양억제유전자는 이를 억제합니다. 정상 조직에서는 두 유전자 군이 균형과 조화를 잘 이루고 있으나, 원형암유전자가 돌연변이가 되면 종양유전자(Oncogene)가 되어 성장촉진 단백질을 과다생성하거나 활성이 높은 단백질을 생성하여 세포의 과도한 증식을 유발하게 됩니다. 이와 반대로 종양억제유전자는 돌연변이에 의해 비활성화되어 적절치 못한 생장을 억제하는 단백질이 세포증식에 제동역할을 하지 못하게 됩니다.
유전자 발현의 변화
많은 원형암유전자는 세포의 외부에서 전달되는 증식신호를 세포핵 내로 전달하는 단백질의 정보를 가지고 있는 유전자입니다. 이들 원형암유전자들 중 하나가 돌연변이가 되어 신호전달체계에 이상이 나타나면, 외부의 자극 없이도 계속적인 세포증식 신호를 보내어 세포는 과도한 증식을 하게 됩니다.
또한 세포주기의 이상, 세포자멸사 기전의 소실 등이 종양 발생의 원인으로 밝혀져 있습니다.
유전학적 손상의 원인
1. 방사선
전리 방사선은 DNA 염기의 변화를 일으켜 돌연변이를 유발하거나, 손상 회복 능력을 고장 내어 종양발생을 유도할 수 있습니다.
2. 화학물질
동물실험을 통해 다환 방향족 탄화수소와 질소 화합물 등의 화학물질이 돌연변이를 유발하는 것으로 알려져 있습니다. 역학적 연구를 통해 질소 화합물이 고무 공장 직원들에게 뇌종양의 위험성을 증가시키고, 유기 클로라이드는 농부들에게 종양 발생 위험성을 증가시키며, 비닐 클로라이드와 여러 종류의 석유화합물도 위험성이 확인되었습니다.
3. 바이러스
바이러스의 종양 발생기전에 대한 가설로는 두 가지가 있습니다. 그 중 하나는 바이러스의 유전자 자체에 종양 유전자가 있어 이것이 숙주로 침입하여 세포증식을 자극한다는 것입니다. 다른 하나는 숙주의 유전자 속으로 바이러스의 유전자가 침투하여 세포증식에 관여하는 유전자의 구조나 표현의 정도를 변화시킨다는 것입니다. 인체에서 바이러스 감염과 중추신경계 종양과의 직접적인 연관관계는 확인되지 않았지만, 원발성 중추신경계 림프종 환자에게 엡스타인 바 바이러스(EBV)의 감염비율이 높으며 이 경우 종양조직 내에 바이러스가 관찰됩니다. 동물 실험에서는 아데노바이러스가 교모세포종, 수모세포종과 유사한 종양을 유발하는 것으로 밝혀졌습니다.
4. 뇌손상
뇌손상 후 뇌세포가 다시 세포 증식기에 들어가면 종양 발생의 위험성이 증가하는 것으로 추정하고 있지만 역학적 또는 실험적 근거는 거의 없습니다.
5. 면역결핍
항암제에 의한 면역 억제 환자, 이식수술 후의 면역 억제 환자, 선천적 혹은 후천적 면역결핍증후군에서 뇌종양의 발생빈도가 높고 최근 후천성면역결핍증(AIDS) 환자가 증가함에 따라 원발성 중추신경계 악성 림프종의 발생이 증가하고 있습니다.