실험적인 유전자 편집 시험을 마치게 되면, 인류는 곧 희귀한 유전질환인 헌터증후군에서 자유로워질 것으로 보인다. 미국 상가모테라퓨틱스(Sangamo Therapeutics)의 브라이언 매도우 박사가 실험적인 체내 유전자 편집 시험을 실시했다. 이번 시험은 유전자 편집기를 사용해 헌터 증후군을 유발하는 돌연변이 유전자 위치에 수정된 유전자 복제본을 삽입하는 절차다. 실험적이면서도 획기적인 이번 시험은 정맥투여 방법으로 진행됐다.

헌터증후군은 매우 희귀한 유전질환으로 효소의 손실이나 기능 이상에 의해 유발된다. 인체가 복잡한 분자를 분해할 수 있는 효소를 충분히 가지고 있지 않을 경우 유발된다. 그리고 이 분해되지 않은 분자는 해로운 물질로 변해 인체의 여러 장기를 손상시킨다. 예를 들어, 외모나 장기 기능, 신체 능력, 심지어 정신 발달에도 영구적 또는 진행형 영향을 미친다.

"정맥투여는 어디서든 할 수 있으며 2~3시간 정도 걸린다. 그것뿐이다. 우리는 연구 결과를 매우 희망적으로 전망하고 있다"고 상가모의 책임의료담당자 겸 부회장인 에드워드 코너 박사는 말했다.

유전자 치료

유전자 치료는 1980년 DNA를 수정하려 했던 마틴 클라인 박사에 의해 최초로 실시됐다. 그러나 미국 국립보건원(NIH)이 승인한 최초로 성공한 유전자 치료는 1989년 5월 실시된 것이다. 당시의 치료는 환자의 세포에 특정한 질병을 치료할 수 있는 치료제인 핵산을 전달하기 위한 것이었다. 한편, 유전자 치료는 두 가지로 분류할 수 있다.

1. 체세포 유전자 치료: 치료적 유전자는 생식세포나 종자세포, 생식모세포, 미분화 줄기세포를 제외한 모든 세포로 전달된다. 이 유전자 치료에 의한 수정은 자녀에게 유전되지 않는다. 대부분 임상시험에서는 면역 결핍 같은 중증의 유전질환을 치료하기 위해 이 방법을 사용하고 있다.

2. 생식세포 유전자 치료: 기능적 유전자를 처치한 후 생식세포나 난자, 정자를 수정하는 것이다. 생식세포를 수정하면 유기체의 세포가 수정된 유전자를 갖게 된다. 즉 이 치료를 받은 사람의 수정 유전자는 자녀에게 유전될 수 있다는 것을 의미한다. 호주와 이스라엘, 네덜란드를 포함한 여러 국가에서는 윤리적 및 기술적 이유와 충분한 지식의 부족을 근거로 사람을 대상으로 한 이 치료를 금지하고 있다.

상가모의 유전자 치료가 실험 방법에서 강조하고 있는 것은 정확성이다. 바이러스 같은 표준 매개체와는 달리 새로운 유전자를 안전하게 삽입할 수 있는 DNA의 특정 구간을 찾을 수 있는 징크 핑거 뉴클레아제(zinc-finger nucleases, ZFN, 1세대 유전자가위)를 조작했다. 매도우 박사의 경우 사라졌던 유전자 수십억 개의 사본과 징크 핑거 뉴클레아제가 들어있는 정맥 처치를 받았다. 징크 핑거 뉴클레아제는 인공적인 억제 효소로 특정한 DNA 염기 서열을 찾아내 수정할 수 있다.

"이 방법은 새를 잡기 바라면서 산탄총이 아닌 소총을 사용하는 것"이라고 이번 임상연구의 선임 조사관 체스터 휘틀리 박사는 말했다.

상가모는 HIV 환자에게도 동일한 유전자 치료법을 적용했다. ZFN 편집 도구를 사용해 면역체계 세포에 있는 CCR5 유전자를 제거해 영구적으로 HIV 감염에 내성이 생기도록 만들었다. 이처럼 편집된 면역세포를 다시 HIV 환자에게로 전달해 감염에 내성이 생기게 했다.

매도우 박사가 사용했던 유전자 요법은 헌터 증후군의 진행을 막을 수 있으며 체내에 진행된 모든 손상을 되돌릴 수 있다. 이 실험적 치료는 값비싸고 시간을 소요하는 치료법인 효소대체요법을 대체할 수 있을 것으로 전망된다. 헌터증후군 환자들은 질병을 치료하기 위해 울며 겨자 먹기 식으로 효소대체요법을 사용해왔다. 의사들은 실험적 치료를 처치하고 몇 달 후 어떤 일이 벌어질지 확신하지 못하고 있다. 치료법이 효과를 발휘한다면, 그 효능은 영구적일 것이지만, 유전자가 잘못된다면 그 변화 또한 영구적일 것이다.

희귀병 헌터증후군

헌터증후군은 생후 18개월 된 영유아에게 발생하는 질환이며, 남자아이가 더 취약하다. 아직도 헌터증후군의 치료제는 개발되지 않았으며 합병증과 증상을 억제하거나 지연시키는 관리 요법만 있다. 이 질환은 뮤코다당증이라는 유전적 대사질환의 한 유형이다.

헌터증후군의 증상은 입술이 두꺼워지고, 혀가 앞으로 돌출되며, 목소리가 쉬고, 뼈 크기나 형태가 비정상적으로 변하고, 피부가 조약돌처럼 하얗게 변하며, 관절이 뻣뻣해지고, 언어나 걸음걸이 같은 능력 발달이 지연된다. 이 같은 증상은 처음에는 경미하게 나타나지만 2~4세가 되면 알아차릴 수 있을 정도로 심각해진다.

헌터증후군은 확대된 혀와 두꺼운 잇몸, 두꺼운 비강 때문에 호흡 곤란 같은 합병증이 유발될 수 있다. 그리고 심장 조직이 두꺼워져 심장질환이 발생하고, 뼈와 연결 조직에도 합병증이 나타날 수 있다. 그 외에 두뇌로 체액이 과다하게 흘러들어 신경계 문제도 발생한다. 헌터증후군에 걸린 아이들은 일반 아이보다 회복하는 데 오래 걸린다. 의료 전문가들은 예방 조치로 필수 예방접종을 꼭 받아야 한다고 당부하고 있다.

헌터증후군에 관한 추가 정보

1 헌터증후군 치료에 가장 많이 사용하는 방법은 효소 요법이다. 유전자 요법은 아직 초기 단계이며 환자에게 적용하기 전 임상시험에서 성공을 거둬야 한다.

2 헌터증후군에 걸린 자녀를 둔 부모는 후원 단체에 가입해 스트레스를 완화하고 추가 정보를 얻으며 실질적인 방법을 익히고 격려 받을 수 있어야 한다.

3 세계적으로 약 2,000명이 헌터증후군을 앓고 있으며, 그 중 미국에 500명, 칠레에 1명, 필리핀에 20명, 아일랜드에 6명 정도가 분포되어 있다.

[researchpaper 리서치페이퍼=김성은 기자]