‘유전자 기반 치료’가 임상에 주는 의미는?

다양한 문제점 안고 있음에도 유전자 치료 미래는 ‘밝을 것’

유전자 치료에 대한 과거와 현재를 돌아보고 미래를 전망하는 시간이 마련됐다.

11일 코엑스에서 열린 ‘2017 FIP 서울총회’에서 Cyril Usifoh(University of Benin, Nigeria) 교수는 유전자 기반 치료에 대한 임상적 특이성에 대해 강의했다.

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yril 교수는 “유전자는 유전의 기본 단위로, 염색체에서 운반된다. 유전 질환은 게놈(genome)의 돌연변이에 기인하며, 유전자에 돌연변이가 있으면 코돈(codon) 및 아미노산이 바뀌어 단백질의 구조가 바뀌게 된다”고 말했다.

유전자 요법이란 ‘질병 발달의 원인이 되는 결함 유전자를 수정하는 기술’을 뜻한다. Cyril 교수에 의하면 유전자 요법에는 네 가지 접근법이 있다. △제 기능을 하지 못하는 유전자를 보완하기 위해 삽입된 정상 유전자 △이상 유전자와 교체되는 정상 유전자 △선택적 역변이를 통해 복구된 이상 유전자 △쌍으로 조절되는 유전자가 그것이다.

Cyril 교수는 “유전자 요법은 벡터(vector)를 기반으로 이뤄진다. 벡터는 치료 유전자를 환자의 표적 세포로 전달하는 역할을 한다. 표적 세포가 바이러스 벡터에 감염되면, 벡터의 유전 물질이 표적 세포에 삽입된다. 이후 기능성 단백질이 치료 유전자로부터 생성돼 세포가 정상 상태로 되돌아가는 원리다”고 설명했다.

유전자 요법의 또 다른 특징은 특정 단백질을 암호화하는 유전자를 삽입해 원하는 특성을 생성 할 수 있다는 점이다. 이 방법에는 4종류의 바이러스(레트로바이러스, 아데노바이러스, 아데노의존바이러스, 단순헤르페스바이러스)가 이용되고 있으며, 이들은 DNA를 숙주 세포에 삽입해 복제한다.

그러나 유전자 요법은 일부 위험성을 안고 있는 요법이다. 1999년 당시 18세였던 제시 젤 싱어(Jesse Gelsinger)는 신체에 암모니아를 증가시키는 유전병인 ‘OTC 결핍증(ornithine transcarboxylase deficiency)’을 앓고 있었는데, 이 병을 치료하기 위해 유전자 치료 임상 시험에 자원해 치료를 받다가 치료 4일 후 다발성 장기 부전 및 호흡 곤란으로 사망했다.

원인은 유전자를 실어보내기 위해 사용한 아데노바이러스(adeno-virus)가 과다 사용돼 심각한 면역 반응이 발생했기 때문인 것으로 추정됐다.

2003년 1월에는 희귀한 중증면역결핍증인 X-linked SID(severe immunodeficiency disease)를 앓고 있는 7명의 소아에 유전자 치료가 수행됐는데 그 중 2명에게서 백혈병과 유사한 증상이 나타났다. 이후 혈액 줄기 세포에 레트로 바이러스(retrovirus) 벡터를 사용하는 것이 중단됐다. 이러한 사건들 이후 FDA는 아직까지 판매용 인간 유전자 치료제를 공식 승인하지 않았다.

Cyril 교수는 “유전자 치료의 문제점은 또 있다. 먼저 새로운 것들로부터 일어나는 ‘면역 반응’이 대표적이다. 특히 면역 반응은 외부 유전자가 일회성이 아닌 반복적으로 주입될 때 더 증가한다고 알려져 있다”고 말했다.

이어 “이 외에도 심장 질환, 고혈압, 알츠하이머 치매 등 하나 이상의 유전자를 도입해야하는 문제로 발생되는 ‘다발성 장애’, 돌연변이 세포가 삽입돼 종양 유전자와 만나면 종양을 유도 할 수 있는 ‘종양 유도성’도 단점으로 꼽힌다”고 설명했다.

Cyril 교수는 “유전자 요법의 큰 문제점은 유전자가 게놈에 삽입 될 곳을 통제하지 못한다는 것이다. 게놈 내의 유전자의 위치는 유전자의 발현 정도 및 유전자 조절에 매우 중요하기 때문”이라고 덧붙였다.

그럼에도 불구하고 유전자 요법을 활용한 미래는 밝은 것으로 전망된다. 최근 파킨슨병에 대한 성공적인 유전자 치료 시험 결과가 발표된 것.

Cyril 교수는 “연구팀은 12명의 파킨슨병 환자를 대상으로 유전자 치료제를 투여한 임상 1상 시험을 진행했다. 12명 모두가 시술 후 48시간 이내에 퇴원했고, 이후 12개월 동안 추적 관찰됐다. 연구 결과, 안전성 및 내약성이 성공적으로 충족된 것으로 나타났다. 치료와 관련해 보고된 이상 반응은 없었다”고 설명했다.

Cyril 교수는 “최근에는 파킨슨병, 헌팅턴병 등에서 유전자를 이용한 치료법 개발이 가속화되고 있으며, 약 20년 후에는 유전자 치료법을 통해 얻는 치료적 이점뿐 아니라 새로운 전 임상 시험을 가능하게 하는 기준이 될 수 있다“고 말했다.

이어 “인구 증가 속도가 빠른데다 전염병 발생률 또한 높은 국가는 고가의 의약품 및 기술을 수입하기가 극도로 어렵다. 유전자 요법은 관련 유전자를 포함한 많은 공통 질병에서 기능적 및 위치적으로 연결돼 있으므로, 이를 활용한다면 인류 건강을 구원하는 데 큰 역할을 할 것”이라고 덧붙였다.