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Polymyalgia Rheumatica (PMR) — QSP Model

류마티카 다발성 근통 | 자가면역/염증 질환 | IL-6 경로 · 코르티코스테로이드 PK/PD · 토실리주맙

Graphviz mrgsolve Shiny References


질환 개요 (Disease Overview)

류마티카 다발성 근통(PMR)은 50세 이상에서 발생하는 흔한 염증성 류마티스 질환으로, 어깨와 골반 거들의 양측성 근통과 조조강직을 특징으로 합니다.

특성 내용
발병률 50–100/100,000/년 (50세 이상)
성별 여:남 ≈ 2–3:1
발병 연령 주로 70–80대
지역 편향 북유럽 계통에서 높음
GCA 중복 PMR의 약 15–20%에서 거대세포 동맥염 동반
치료 반응 코르티코스테로이드(prednisolone)에 극적 반응 — 진단적 특징

핵심 증상

  • 양측 어깨·골반 거들 통증 및 무력감
  • 조조강직 ≥45분
  • CRP/ESR 상승 (급성기 반응물)
  • 체중 감소, 발열, 피로감

기계론적 지도 (Mechanistic Map)

PMR QSP Map

이미지 클릭 시 SVG 전체 화면으로 확인 가능

12개 클러스터 구성

클러스터 핵심 내용 주요 노드
역학/위험인자 HLA-DRB1*04, PTPN22, 환경 유발 HLA_DRB1_04, PTPN22_variant
선천 면역 DC, 대식세포 M1, 중성구, NLRP3 NLRP3, NF_kB_innate, MacM1
적응 면역 Th1/Th17/Treg 균형 이상 Th17_cells, Treg_cells, RORgt
사이토카인 IL-6 중심, TNF-α, IL-17A IL6, sIL6R, IL17A, TNF_alpha
JAK-STAT 신호 JAK1/2-STAT3, SOCS3 피드백 STAT3, JAK1, SOCS3
표적 조직 어깨·고관절 활막/점액낭 Subacromial_bursa, FLS_synov
Prednisolone PK/PD GR 결합, 전위억제, GILZ GR_Pred_complex, Transrepression
Tocilizumab PK/PD mIL-6R/sIL-6R 차단, TMDD TCZ_mIL6R_cpx, IL6_signal_blk
HPA 축 코르티솔 억제, 부신 위축 ACTH, Cortisol_endog, HPA_feedback
골 효과 RANK/RANKL/OPG, BMD 감소 Osteoclast, RANKL, BMD_lumbar
혈관/GCA 측두동맥, 대동맥 염증 Temporal_artery, PMR_GCA_overlap
임상 엔드포인트 PMR-AS, CRP, ESR PMR_AS, Remission, Relapse_event

발병기전 요약 (Key Pathophysiology)

환경 유발(감염 등) + 유전 소인(HLA-DRB1*04)
        ↓
  선천 면역 활성화 (mDC, NLRP3, TLR4)
        ↓
  IL-23 → Th17 분화 / IFN-γ → Th1 편향
     ↓                    ↓
  IL-17A/F             IFN-γ, TNF-α
     ↓                    ↓
      ──→ IL-6 폭풍 (근육·관절 조직)
              ↓
    JAK1/2 → STAT3 → 급성기 단백(CRP, 피브리노겐)
              ↓
      통증·조조강직 (PGE2, 조직 부종)
              ↓
          PMR-AS ↑

치료:
  Prednisolone → GR 활성화
    → NF-κB·AP-1 전위억제 → IL-6·TNF-α↓
    → GILZ·Annexin A1↑ → 항염증
  Tocilizumab (IL-6R 차단) → STAT3 억제 → CRP 정상화

mrgsolve 모델 사양 (ODE Model Specifications)

파일: pmr_mrgsolve_model.R

22개 구획 (Compartments)

구획 그룹 구획 수 내용
Prednisolone PK 3 Depot → Central ↔ Peripheral
Tocilizumab PK 3 Depot → Central ↔ Peripheral (TMDD)
HPA 축 1 코르티솔 (억제 반응)
IL-6 경로 2 IL-6, 가용성 IL-6Rα
급성기 반응물 2 CRP, ESR
골 효과 1 BMD (정규화)
질환 활성도 2 PMR-AS, 재발 위험

7개 치료 시나리오

# 시나리오 약물·용량 근거 임상시험
S1 무치료 (자연경과) — 자연경과 코호트
S2 Pred 15mg → 테이퍼 2.5mg/mo ACR 표준 Dejaco 2015 ACR/EULAR
S3 Pred 22.5mg → 급속 테이퍼 4mg/mo 중증례 BSR 가이드라인
S4 Pred 15mg → 완만 테이퍼 1mg/mo 재발 방지 관찰 코호트
S5 TCZ 162mg SC QW + Pred 12.5mg GC 절약 GiACTA (Stone 2017 NEJM)
S6 TCZ 162mg SC Q2W + Pred 12.5mg GC 절약 SEMAPHORE/SAPHYR 참고
S7 TCZ QW만 (스테로이드 무병 유도) 탐색적 PMR-SPARE Phase 2

주요 파라미터 (임상시험 보정)

파라미터 값 출처
Pred CL 14.0 L/h Bergmann 2012
Pred V1 30.0 L Bergmann 2012
Pred Fu 0.28 Buttgereit 2005
TCZ CL (선형) 0.29 L/h Nishimoto 2008
IL-6 기저 (PMR) 15 pg/mL Roche 1993
CRP 기저 (PMR) 35 mg/L 임상 관찰
EC50 (Pred→PMR-AS) 180 ng/mL free 모델 보정
EC50 (TCZ→PMR-AS) 50 nM 모델 보정

Shiny 대시보드 (Interactive Dashboard)

파일: pmr_shiny_app.R

6개 탭 구성

탭 내용
① 환자 프로파일 진단 기준, 기저 파라미터, PMR-AS/CRP/ESR/IL-6 value box
② 약물 PK Prednisolone 총/유리 농도, Tocilizumab nM 추이, PK 요약 표
③ 염증 마커 IL-6, sIL-6Rα, CRP, ESR 시계열 플롯 (정상 기준선 포함)
④ 질환 활성도 PMR-AS 추이, HPA 축 코르티솔 억제, 재발 위험 점수
⑤ 시나리오 비교 7개 치료군 CRP·PMR-AS·IL-6·BMD 비교 (색상 구분)
⑥ 바이오마커 탐색기 BMD 추이, GC 절약 분석, IL-6↔CRP 상관, 참조값 표

실행 방법

install.packages(c("shiny","shinydashboard","mrgsolve","dplyr","ggplot2","plotly","DT"))
shiny::runApp("pmr_shiny_app.R")

참고문헌 (References)

파일: pmr_references.md

섹션 인용 수
역학 및 임상 특징 5
진단 기준 4
치료 가이드라인 4
발병기전 및 면역학 7
IL-6 경로 및 사이토카인 5
코르티코스테로이드 PK/PD 5
토실리주맙 PK/PD 및 임상시험 6
HPA 축 억제 3
골다공증 및 골 효과 4
질환 활성도 점수 4
혈관 침범 및 GCA 중복 4
QSP/PK-PD 모델링 방법론 4
합계 55

산출물 요약 (Deliverables)

구성요소 파일 사양
🗺️ 기계론적 지도 pmr_qsp_model.dot · .svg · .png 130+ 노드, 12 클러스터
⚙️ mrgsolve ODE pmr_mrgsolve_model.R 22구획 ODE, 7치료 시나리오, VPop 200명
📊 Shiny 앱 pmr_shiny_app.R 6탭 (환자프로파일·PK·염증마커·질환활성도·시나리오비교·바이오마커탐색기)
📚 참고문헌 pmr_references.md 55개 PubMed 인용 (12개 섹션)

임상적 시사점 (Clinical Implications)

주제 시사점
조기 진단 CRP >5mg/L + ESR >50mm/hr + 어깨 양측성 통증 + 조조강직 ≥45min → PMR 강력 의심
GC 시작 Pred 12.5–25mg/d → 빠른 반응(24–72h) 없으면 진단 재고
테이퍼링 ACR 권고: 4주 후 매월 2.5mg 감량 (재발 시 이전 용량 복귀)
TCZ 추가 재발성/GC 의존성 PMR에서 TCZ 162mg QW → 관해 유지 + GC 절약
골다공증 예방 GC ≥3개월 사용 시 bisphosphonate + Vit D/Ca 필수
GCA 감시 두통·측두동맥 압통·시력 이상 → 즉각 GCA 평가 (고용량 GC 긴급 투여)

생성일: 2026-06-24 | Claude Code Routine (CCR) 자동 생성