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핵심 개념
요도판 urethral plate열리는 지퍼 opening zipper닫히는 지퍼 closing zipper관강화 canalization귀두부 요도 glanular urethra포피 prepuce등쪽 두건 dorsal hood
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3편 — 중증도를 무엇으로 판정하는가
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5편 — 정말 늘고 있는가, 그리고 왜 생기는가

수술 전에 우리가 보는 것은 결과다. 요도구의 위치, 만곡의 정도, 포피의 분포. 이 셋이 왜 거의 늘 함께 나타나는지는 발생 과정을 보아야 설명된다.

이 편에서는 요도가 어떻게 만들어지는지 — 음경체부와 귀두부가 서로 다른 방식으로 만들어진다는 것을 포함해 — 그리고 그 과정이 어느 지점에서 멈추면 우리가 진찰대에서 보는 소견이 남는지를 정리한다. 유병률과 원인은 5편에서 다룬다.

음경체부 요도는 두 단계로 만들어진다

음경체부 요도에서는 두 단계가 순서대로 일어난다. 속이 뚫려 겉에 홈이 열리고, 그 홈의 가장자리가 맞붙어 관이 된다. 귀두부 요도는 이와 다른 기전으로 만들어지는데, 그것은 다음 절에서 따로 본다. 먼저 이 두 단계 모델이 어떻게 자리 잡았는지부터다.

오랫동안 통용된 설명은 1954년 Glenister의 외배엽 함입설(ectodermal intrusion theory)이었다. 표면 외배엽(surface ectoderm)이 귀두 안으로 자라 들어가, 음경체부에서 올라온 내배엽성(endodermal) 요도판(urethral plate)과 관상구에서 만난다는 것이다. 이 모델은 매력적인 설명력을 가졌다 — 요도하열이 왜 하필 관상구에 가장 흔한지를 설명했기 때문이다. 두 조직이 만나는 자리가 바로 그곳이니까.

그러나 최근의 연구는 이 모델을 지지하지 않는다. 요도 전체가 내배엽성 요도판에서 유래한다는 쪽을 지지하는 인체 태아 연구가 Baskin과 Cunha 등에 의해 제시되었고, 내배엽 표지자(endodermal marker)인 FOXA1 면역염색이 이를 뒷받침한다. 외배엽이 거꾸로 자라 들어온다는 증거는 나오지 않았다.

외배엽 함입설과 현재 모델의 비교 — 표면 외배엽이 거꾸로 자라 들어간다는 과거 모델과, 내배엽성 요도판이 연속적으로 이어져 관강화된다는 현재 모델
외배엽 함입설과 현재 모델. 왼쪽 Ectodermal ingrowth theory — 표면 외배엽이 귀두에서 거꾸로 자라 들어간다는(retrograde ingrowth of surface ectoderm) 1950년대 Glenister의 모델. 오른쪽 Current concept — 내배엽성 요도판이 끊김 없이 이어진 채 관강화된다는(continuous endodermal plate with canalization) 현재의 이해.

그런데 이 모델을 대체하는 과정에서 한 번 더 뒤집힌 대목이 있다. 2000년 전후에는 융합이라는 과정 자체가 의심받았다. 돼지 태아 연구에서 정중선 융합(midline fusion)의 형태학적 증거가 나오지 않았고, 상피-간엽 전환(epithelial-mesenchymal transformation)이라는 융합의 지표를 찾는 연구들도 요도 형성에서 융합이 관여한다는 증거를 얻지 못했다. 회음부 봉선(perineal raphe)의 존재가 융합의 근거로 흔히 인용되지만 그것만으로는 충분하지 않다는 지적도 있었다.

이후 인체 태아 조직의 주사전자현미경과 연속 절편 연구가 쌓이면서 융합은 다시 자리를 찾았고, 그 결과로 제시된 것이 두 개의 지퍼 모델(double zipper hypothesis)이다.

열리는 지퍼와 닫히는 지퍼

열리는 지퍼(opening zipper) — 속이 꽉 찬 요도판의 안쪽이 원위부를 향해 차례로 뚫리면서(관강화, canalization) 겉으로 드러난 홈, 즉 요도구(urethral groove)를 만든다. 지퍼가 끝에서부터 열리듯 진행한다. 이 과정은 안드로겐이 없어도 일어나며(androgen-independent), 여성의 요도 발생에서도 동일하게 관찰된다.

닫히는 지퍼(closing zipper) — 그 홈의 양쪽 가장자리인 요도주름(urethral folds)이 가운데에서 서로 맞붙어(융합, fusion) 관 모양의 요도를 만든다. 이 과정은 안드로겐이 있어야 일어나고(androgen-dependent) 남성에게만 진행된다. 단순히 맞닿는 것이 아니라 여러 층에서 서로 다른 속도로 얽혀 들어가는 과정이다. 맞닿은 자리에는 상피 봉합선(seam)이 생겼다가 재구성되어 사라지고, 표면에는 봉선(raphe)만 남는다.

음경체부 요도 형성의 다섯 단계 횡단면 — 표면과 이어진 고형 요도판, 정중선이 갈라지며 바깥으로 열리는 요도구, 그 가장자리가 맞붙는 닫히는 지퍼, 그리고 봉합선을 남기고 관이 된 요도
음경체부의 요도 형성 — 횡단면 다섯 단계. 복측이 위다. ① Solid urethral plate 속이 꽉 찬 요도판(내배엽) · ② Opening zipper (midline separation) 정중선이 갈라지며 열리는 지퍼 · ③ Urethral groove 바깥으로 열린 요도구 · ④ Closing zipper (androgen-dependent fusion) 요도주름이 맞붙는 닫히는 지퍼 — 안드로겐 의존 · ⑤ Tubular penile urethra 관이 된 요도. 조직 표시 — Surface ectoderm 표면 외배엽, Urethral plate (endodermal) 내배엽성 요도판, Mesenchyme 간엽.

그림의 순서를 뒤집어 읽지 않는 것이 중요하다. 요도가 피부 아래로 들어가는 것은 융합의 결과이지 출발 조건이 아니다. 2·3단계에서 홈은 분명히 바깥으로 열려 있고, 4단계에서 그 열린 면이 덮이면서 비로소 요도가 안쪽 구조가 된다. 덮인 자리가 상피 봉합선이고, 그것이 재구성되어 사라진 뒤 남는 것이 봉선이다.

즉 속이 뚫리는 것과 그 가장자리가 맞붙는 것은 서로 다른 과정이고, 안드로겐이 작용하는 지점은 후자다. 안드로겐 신호가 부족하면 열리기는 열렸으되 닫히지 못한 요도가 남는다. 요도하열이 복측이 열린 상태로 남는 이유가 이 순서 안에 들어 있다.

닫히는 지퍼가 완결되지 못한 요도하열 — 왼쪽은 음경체부 횡단면으로 정상의 관형 요도와 맞붙지 못해 복측으로 열린 요도판을 비교하고, 오른쪽은 복측에서 본 모습으로 벌어진 귀두, 열린 요도판, 근위부에 남은 요도구를 보여준다

이 두 단계가 왜 그렇게 나뉘는지는 여성의 외성기 발생과 나란히 놓으면 더 분명해진다. 남녀의 외성기는 같은 세 구조에서 출발한다 — 생식결절(genital tubercle), 요도주름(urethral folds), 음순음낭융기(labioscrotal swellings). 안드로겐이 작용하지 않으면 요도주름은 맞붙지 않아 소음순이 되고, 음순음낭융기도 맞붙지 않아 대음순이 되며, 가운데는 열린 채로 남는다. 남녀 외성기 분화를 가르는 핵심 사건 중 하나가 요도주름과 음순음낭융기의 정중선 융합 여부다.

그러므로 요도하열은 복측 남성화와 융합 과정이 완결되지 않은 하나의 표현형으로 볼 수 있다. 중증 근위부 요도하열에서 음낭이 갈라져 보이는 소견(bifid scrotum)도 같은 설명을 따른다 — 음순음낭융기가 가운데서 맞붙지 못한 것이다. 요도주름과 음순음낭융기는 같은 안드로겐 신호를 받는 이웃한 구조이고, 신호가 모자라면 둘 다 영향을 받는다.

귀두는 다른 기전으로 만들어진다

실무적으로 더 중요한 것은 이 다음이다. 음경체부와 귀두의 요도는 형성 기전이 다르다.

음경체부에서는 위의 두 단계가 순차로 일어난다. 그런데 귀두 안에서는 겉에 홈이 파이는 단계를 거치지 않고 요도판의 속이 제자리에서 그대로 뚫려(직접 관강화) 독립된 관 모양의 요도를 만든다. 인체 태아 연구에 따르면 귀두 안에는 열리는 지퍼도 닫히는 지퍼도 없다. 다만 귀두에서도 일시적으로 홈이 생긴다고 기술한 관찰도 있어, 귀두 요도가 완성되는 방식에는 아직 완전한 합의가 없다. 임신 12~18주에 걸쳐, 속이 뚫린 뒤 주위 간엽이 모여 덮고(간엽의 합류, mesenchymal confluence) 표면 상피가 다시 배열되는(상피 재구성, epithelial remodeling) 과정이 이어진다.

귀두부 요도 형성의 다섯 단계 종단면 — 귀두 안의 고형 요도판이 열린 홈을 거치지 않고 제자리에서 관강화되어 끝까지 뻗고 요도구에 이르는 과정
귀두부 요도 형성 — 종단면 다섯 단계. ① Solid urethral plate in glans 귀두 안의 고형 요도판 · ② Early canalization 속이 뚫리기 시작한다 · ③ Lumen formation within glans 귀두 안에서 관강이 생긴다 · ④ Distal extension to the tip 끝까지 연장된다 · ⑤ Glanular urethra and external meatus 귀두부 요도와 외요도구. 체부와 달리 열린 홈(요도구)을 거치는 단계가 없다. 조직 표시 — Glanular ectoderm 귀두 외배엽, Urethral plate (endodermal) 내배엽성 요도판, Mesenchyme 간엽.

Baskin 등은 귀두부 요도가 제대로 만들어지려면 다섯 가지 과정이 순서대로 맞아야 한다고 정리했다. 요도판이 귀두 끝까지 뻗어 표면 상피와 맞닿을 것, 그 속이 뚫릴 것, 관강이 끝까지 연장될 것, 그리고 간엽 합류와 상피 재구성이 완결될 것.

이 차이는 요도구의 위치를 읽는 방식도 바꾼다. 음경체부의 요도하열은 닫히는 지퍼가 멈춘 자리로 비교적 자연스럽게 설명되지만, 같은 설명을 귀두까지 늘리기는 어렵다. 귀두에는 애초에 닫아야 할 열린 홈이 없기 때문이다. 그런데도 원위부 요도하열에서는 요도구 앞쪽으로 열린 귀두 홈이 남는다. 이는 귀두에서의 실패가 관강화 자체보다 복측 상피 봉합선의 재구성과 간엽 합류가 끝나지 못한 쪽에 가깝다는 것을 시사한다.

관상구 부근은 더 흥미롭다. Liu 등은 사람에서 요도하열이 가장 흔한 자리가 두 기전이 만나는 경계라고 지적했다. 앞에서 Glenister의 모델이 "두 조직이 만나는 자리"로 설명하려 했던 바로 그 관찰을, 현재 모델은 "두 기전이 이어지는 자리"로 다시 설명하는 셈이다.

다만 이것은 정상 태아 발생에서 끌어낸 해석이고, 요도하열 조직에서 어느 단계가 실패했는지를 직접 보여준 연구는 아직 없다. 안드로겐 신호와 상피–간엽 상호작용이라는 상위의 조절은 두 부위에 공통으로 작용한다. 귀두부 요도하열은 형성 단계로 보면 음경체부와 다른 자리에서 멈춘 것이지만, 별개의 질환이라기보다 같은 스펙트럼의 원위 끝으로 보는 것이 지금 근거에 맞다.

왜 귀두 재건이 어려운가

귀두 안의 요도는 발생 단계에서부터 음경체부와 다른 방식으로 만들어진 구조다. 우리가 수술에서 귀두를 재건할 때 하는 일 — 요도판을 관으로 말고 귀두 날개를 덮어 모양을 잡는 것 — 은 이 발생 과정을 재현하는 것이 아니라 다른 방법으로 비슷한 결과를 만드는 것이다. 봉합선이 생기고, 간엽이 모여 덮는 과정을 대신할 것은 없다. 3편에서 본 GMS의 G 성분이 평가자마다 갈리는 것도 이와 무관하지 않을 것이다. 우리는 귀두와 요도판의 질을 눈으로 가늠하지만, 그 조직이 어느 발생 단계에서 어떻게 멈췄는지는 보고 있지 않다.

덧붙여, 생쥐의 요도 형성은 사람과 중요한 차이가 있다. 생쥐의 음경 요도는 상당 부분 요도판의 속이 그대로 뚫리는 방식, 즉 귀두에서 일어나는 것과 같은 직접 관강화로 만들어진다. 인체의 체부에서 일어나는 열리고 닫히는 과정이 생쥐에는 그만큼 없다는 뜻이다. 그러므로 생쥐 모델의 결과, 특히 원위부 요도 형성(distal urethral morphogenesis)에 관한 결과를 사람에게 그대로 적용할 때는 주의가 필요하다. 5편의 환경호르몬 이야기에서 이 점이 다시 문제가 된다.

포피가 함께 어긋나는 이유

1편에서 요도구·만곡·피부 분포의 이상이 하나의 발달 사건이 남긴 세 흔적이라고 했다. 그 근거가 여기에 있다.

포피(prepuce)는 임신 8주경 귀두 기저부에 포피주름(preputial folds)으로 나타난다. 먼저 배측(dorsal)에서 맞붙고, 음경이 자라면서 양쪽에서 복측으로 돌아 귀두를 감싼다. 그런데 복측(ventral)이 닫히는 것은 가장 마지막이고, 요도주름이 먼저 맞붙어야 완결된다. 대략 임신 20주다.

포피의 발생 과정 — 배측에서 먼저 포피주름이 나타나 맞붙고, 복측으로 돌아 감싼 뒤 복측이 마지막에 닫히는 순서. 복측 닫힘이 완결되지 못하면 배부 후드와 복측 포피 결손이 남는다
포피의 발생과 배부 후드. 부제 — 복측 포피는 복측 요도 발생이 끝난 뒤에야 닫힌다. A. Normal preputial development ① Dorsal folds appear 배측에 포피주름이 나타난다 · ② The prepuce wraps ventrally 복측으로 돌아 감싼다 · ③ Ventral closure completes 복측이 마지막에 닫힌다. B. When ventral closure is incomplete 복측 닫힘이 불완전할 때 — 왼쪽 Complete preputial ring 완전한 포피 고리, 오른쪽 dorsal hood 배부 후드와 ventral preputial deficiency 복측 포피 결손. 아래 띠 — 배부 후드는 따로 생긴 피부 문제가 아니라, 복측 발생이 끝까지 닫히지 못했다는 또 하나의 표시다.

그러므로 요도주름이 끝까지 맞붙지 못하면 포피도 복측에서 닫히지 못한다. 요도하열 환자의 95%에서 배부 후드(dorsal hood)가 동반되는 것은 이 때문이다. 배부 후드는 배측에 피부가 남아도는 것이 아니라 복측에 와야 할 피부가 오지 못한 결과다.

즉 배부 후드는 요도하열에 우연히 따라오는 소견이 아니라 같은 과정이 멈춘 자리의 다른 표현이다. 초회 수술에서 포피를 함부로 쓰지 말아야 하는 이유도 여기서 다시 확인된다 — 그것은 여분의 피부가 아니라 완결되지 못한 과정의 잔여물이고, 복측 재건에 쓸 수 있는 유일한 국소 조직이다.

다음 편에서

요도가 어떻게 만들어지는지를 보았다면, 다음 편은 그 과정이 얼마나 자주 어긋나는지, 그리고 왜 어긋나는지를 본다.

두 질문 모두 간단한 답이 없다. 국제 감시체계 27개 프로그램이 보고한 유병률은 출생 1만 명당 2.1에서 39.1까지 19배가 벌어지고, 독일에서 성인 남성 500명의 요도구 위치를 실제로 조사한 연구에서는 13%가 연구 정의상 요도하열에 해당했다. 원인 쪽에서는 가장 일관된 연관이 환경호르몬이 아니라 태반 기능에서 나온다. 5편에서 다룬다.

참고문헌

김상운 (Sang Woon Kim, MD)
소아비뇨의학과 전문의 · 캐나다 토론토 Visiting Scholar
본 내용은 학술적 참고 목적입니다. 술식 전환의 경위와 현재 술식에 대한 서술은 필자의 임상 경험에 기반한 것으로 체계적 비교 연구의 결과가 아니며, 진행 중인 설문 연구의 구체적 결과는 별도 보고 예정입니다. 개별 환자에 대한 진료 결정은 담당 임상의의 판단을 따라야 합니다.