다양한 스토리를 담고 있는 연재를 만나보세요.
[유전체로 꿈꾸는 세상 이야기] 유전체 분야의 Pin-Points in 2019
Bio통신원(David2)
2018년도에 일어난 유전체 분야에서의 다양한 혁신은 2019년에도 지속될 것으로 보인다. CMS의 공중 보건 계획에 등록된 환자에게 진단 테스트를 보다 쉽게 제공할 수 있는 프로그램을 개발하여 수백 명의 환자에게 혜택을 제공하였고, Cancer Genome Atlas와 같은 새로운 유전체 데이터 분석은 다양한 암 유형에 대한 이해의 폭을 넓히며 정밀 의학의 발전을 주도하고 있다. 더불어, 다양한 출처로부터의 자금 조달은 유전자 서열 정보를 개선하고, 유전자 변이 데이터베이스를 공개하는 등의 프로그램을 계속해서 지원하고 있다. 이렇듯 다양한 분야에서 유기적으로 진행되고 있는 유전체 분야의 변화들 가운데, 특히 올해에는 어떤 이니셔티브에 주목해야 할까?
[ 유전체 산업의 발전 ]
1. CMS의 NGS 기술에 대한 건강 플랜 적용 범위 확대
CMS(Medical & Medicaid Services)가 건강 보험 계획에서 암 환자에 대한 NGS 진단 검사를 다루겠다고 발표하면서 (1), NGS 기술을 활용한 검사법은 2019년에 적극적으로 확대될 것으로 보인다. CMS는 FDA(Food and Drug Administration) 승인 치료법의 혜택을 받을 수 있는 유전적 돌연변이가 있는 환자를 확인하기 위한 동반 진단 도구로 사용될 때 환자와 종양 전문의가 정보에 입각한 치료 결정을 내리는 데 도움이 될 것으로 기대하고 있으며, 더불어 알려진 암 돌연변이가 승인된 치료법과 일치하지 않는 경우 NGS를 사용하는 진단 검사실 테스트의 결과는 환자의 임상 시험 참여를 결정하는데 도움을 줄 것으로 판단하고 있다.
2. FDA의 NGS 검사 개발 가이드라인 발표
NGS 기술 발전으로 인해 데이터 생성 비용이 급격히 감소함에 따라, 유전자 검사는 환자의 치료를 위해 점점 일반화되어가고 있다. 이러한 추세는 FDA가 NGS 기술을 이용하는 검사의 설계, 개발 및 유효성 확인 및 검사로부터 얻어진 데이터의 확인을 위해 공개된 유전변이 데이터 베이스를 활용하는 두 가지 가이드라인을 발표함에 따라 2019 년에 가속화될 것으로 예상된다 (2). 두 가지 주요 가이드라인은 시판 전 임상 시험이 임상 환경에서 특정 유전 변이 검출을 위해 안전하고 정확하며 신뢰할 수 있는지 여부를 평가할 때 FDA의 기준에 대한 것이다. 이는 데이터 공유를 장려하고, 공공 데이터베이스에 유전자 검사의 임상적 타당성을 뒷받침하는 증거를 축적함으로써 패러다임을 변화시키는 데 도움을 주며, 더불어 시장에 대한 보다 효율적인 경로를 제공할 것으로 보인다. FDA의 스콧 고틀리브 (Scott Gottlieb)는 발표된 새로운 정책에 대해 "FDA의 NGS 기반 검사에 대한 검토를 지원하는데 필요한 데이터를 생성하기 위한 유연한 프레임 워크를 제공하며, 개발자들에게 이러한 기술의 효율적인 개발 및 검증을 지원하는 새로운 도구를 제공" 하는 것을 목적으로 한다고 밝혔다.
3. FDA, ClinGen 데이터베이스 공공 유전 변이 저장소로 인정
FDA는 지난 12월, FDA가 지정한 공공 유전변이 저장소로 Clinical Genome Resource Consortium의 ClinGen 데이터 베이스를 인정한다고 발표했다 (3). 이번 승인은 NGS 기반 유전자 검사를 개발하고 정밀 의학의 발전을 도모하는 회사의 규제 부담을 줄이기 위한 FDA의 인간 변이 데이터 베이스 프로그램을 통한 최초의 승인이며, 이를 통해 데이터 수집 및 커뮤니티와의 연결이라는 실질적으로 중요한 요구를 충족시킬 수 있게 되었다. ClinGen 데이터 베이스는 유전자, 유전 변이 및 질병과의 관계에 관한 정보를 담고 있어, 유전 질환을 진단하고 치료하기 위한 새로운 기술의 개발을 장려할 수 있을 것으로 보인다.
4. 정밀 의료 발전을 위한 NIH 자금 지원
지난해 9월, NIH (National Institute of Health, NIH)는 2천860만 달러를 지원하여 3개의 게놈 센터 (Baylor College of Medicine, Broad Institute 및 Washington 대학)를 설립했다 (4). 이 센터들을 통해 All of us research 프로그램 참여자가 기증한 생체 시료로부터 유전체 데이터를 생성하여 분석하기 시작했으며, 이는 다양한 건강 문제에 대한 연구를 지원하는 정밀 의학 연구 플랫폼의 중요한 부분이 될 것이라 기대를 모으고 있다. 이러한 플랫폼을 통해 사람들의 다양성과 데이터 유형의 다양성을 위해 노력함으로써, 건강 및 건강 결과에 영향을 미치는 많은 요소를 이해할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
All of us research 프로그램은 그동안의 연구에서 미흡한 집단을 포함하는 등 정밀 의학 연구 플랫폼으로 최소 1 백만 명의 참가자를 모집하려고 하며, 지금까지 11만 명이 넘는 사람들이 등록하였고 그중 6만 명은 핵심 프로토콜의 모든 요소를 완료했다고 보고 되었다. 앞서 설명하였듯이 각 센터들은 참가자에게 전달될 유전체 데이터를 분석하고 있으며, 참여자들은 ACMG (American College of Medical Genetics and Genomics)에서 정의된 약물 유전체학 결과뿐 아니라 59 개의 질병 위험 유전자 목록 (ACMG59)에 대한 정보를 얻게 되며, 추가적으로 그들의 가계와 형질에 관한 정보를 받을 수 있게 된다.
[ 유전체 데이터 ]
1. Pan-Cancer Atlas에 기초한 최초의 데이터 게시
TCGA(Cancer Genome Atlas)는 NCI(National Cancer Institute)와 NHGRI(National Human Genome Research Institute) 간의 공동 프로젝트이며, 지난 수년간의 연구 끝에 2017년 Pan-Cancer Atlas를 공개했으며, 2018 년에는 Cancer Cell 등의 25개 저널에 연구 결과가 발표되었고, 공개적으로 사용 가능한 2.5 petabyte의 데이터 베이스를 오픈하였다. Pan-Cancer Atlas는 33 가지 암 유형의 genome과 epigenome에 대한 포괄적인 다차원 분석 맵이며, 총 11,000 명 환자의 종양 조직과 정상 조직으로부터 데이터가 얻어졌다. 연구의 하이라이트는 다른 암 유형에서 위장관 선암 (gastrointestinal tract adenocarcinomas)을 구별하는 요인을 이해하기 위해 서로 다른 조직에서 971 개의 선암종 (adenocarcinomas)을 비교한 연구와 33가지 암 유형과 관련되는 증식 유전자 (Proliferation gene)의 발현 및 체세포 돌연변이 비율과 전체 염색체 (Whole chromosome) 또는 염색체 암 (Chromosome arm) 사이의 상관관계가 있음을 보여주는 결과가 포함되어 있다. Pan-Cancer Atlas는 앞으로도 다양한 분석을 위해 데이터를 공개적 이용할 수 있도록 하며, 이를 통해 다양한 암 유형의 분석을 혁신적으로 변화시킬 것으로 기대된다.
2. African Pan-Genome 분석 결과
인간 참조 게놈 (Human Reference Genome)은 인간에 속한 모든 유전 정보의 집합을 나타내는 데이터 베이스이지만 여전히 충분하지 않다. 그럼에도 불구하고 인구 유전학, 건강 관리 및 의료 검사를 위한 서열 데이터의 활용은 모든 개체군을 대표하는 참조 게놈에 의존하고 있는 것이 현실이다. 작년 11월, Nature Genetics에 발표된 연구 결과에 따르면 참조 게놈은 아프리카 계통 사람들의 게놈에서 발견되는 10 % 의 유전 정보를 잃어버린 것으로 나타났다 (5). 존 홉킨스 대학 (John Hopkins University) 연구팀은 아프리카 계통의 910명으로부터 시퀀싱 데이터(전장 유전체 30x, 40x)를 분석한 결과 125,715 개의 서열 (contiguous sequences; contigs)이 최근의 참조 게놈 (GRCh38)과 일치하지 않았으며, 연구팀이 밝힌 새로운 서열을 포함하는 아프리카 계통의 게놈은 현재 세대 인간 게놈보다 유전 정보가 10 % 정도 많음을 밝혔다.
이는 하나의 참조 게놈이 모든 인구 통계에 적합하지 않을 수 있기 때문에 인간 유전체학의 미래에 중요한 결과를 가져올 수 있다는 것을 알게 되었고, 모든 인간 개체군에 대한 참조 게놈을 만드는 것이 더 나은 접근 방법이 될 수 있음을 시사하고 있다.
[ 유전체 대규모 프로젝트 ]
1. 영국 10만 게놈 프로젝트 완료
지난해 12 월 영국 정보는 국민 건강 관리국 (National Health Service) 환자들로부터 10 만 게놈 프로젝트를 완료했다고 발표했다 (6). 프로젝트가 완료됨에 따라 올해 영국은 직접적인 건강 관리에 전체 게놈 시퀀싱을 적용할 뿐만 아니라 환자의 예후 향상을 목표로 한 연구를 위해 임상 및 게놈 데이터에 대한 액세스를 제공하고자 한다. 이는 NHS 게놈 의학 서비스를 지원하기 위한 것이며, Genomics Englan 역시 이 프로젝트를 지원하기 위해 13 개의 NHS Genomic Medicine Centers (GMCs)와 Illumina가 운영하는 시퀀싱 센터 및 전장 유전체 분석을 위한 자동화된 분석 플랫폼을 개발했다.
[ 시퀀싱 장비의 발전 ]
1. Illumina, Pacific Bioscience 인수
전장 유전체 시퀀싱 시장의 선점을 위한 움직임에서 일루미나 (Illumina)는 지난해 11월 경쟁 업체인 Pacific Biosciences를 약 12 억 달러에 인수하는 계획을 발표했다 (7). 일루미나는 PacBio의 롱 리드(Long-Read) 시퀀싱 기술이 자체 숏 리드 (Short-Red) 시퀀싱 플랫폼을 보완할 것이며, 두 기술의 장점을 결합하여 통합된 워크 플로우와 혁신을 제공할 것이라고 밝혔다. 일루미나의 CEO이자 Francis deSouza 대표는 PacBio의 정확성, 기술 로드맵 및 잠재적인 임상 애플리케이션을 회사가 인수하고자 하는 이유의 핵심으로 밝히고 있으며, 더불어 식물 및 동물 게놈의 새로운 조립, 기능 유전체학, 조직 이식 및 약물 유전체학과 같은 영역으로 일루미나의 시장을 확대할 것으로 기대하고 있다.
글을 마치며...
올 한 해도 우리는 무수히 많은 사례를 통해 유전체 기술의 확장을 볼 수 있을 것을 보이며, 이를 둘러싼 유전체 산업과 데이터 베이스의 확장 등 각 요소가 발전해 가는 모습을 즐겁게 지켜볼 수 있을 것으로 기대가 된다.
[Reference]
1. CMS finalizes coverage of Next Generation Sequencing tests, ensuring enhanced access for cancer patients; https://www.cms.gov/newsroom/press-releases/cms-finalizes-coverage-next-generation-sequencing-tests-ensuring-enhanced-access-cancer-patients
2. FDA Finalizes NGS Guidances; Proposes Guidance on Investigational IVDs in Cancer Rx Trials; https://www.genomeweb.com/regulatory-news/fda-finalizes-ngs-guidances-proposes-guidance-investigational-ivds-cancer-rx-trials#.XEUS8FxLiUk
3. FDA takes new action to advance the development of reliable and beneficial genetic tests that can improve patient care; https://www.fda.gov/NewsEvents/Newsroom/PressAnnouncements/ucm627555.htm
4. NIH-funded genome centers to accelerate precision medicine discoveries; https://allofus.nih.gov/news-events-and-media/announcements/nih-funded-genome-centers-accelerate-precision-medicine-discoveries
5. Assembly of a pan-genome from deep sequencing of 910 humans of African descent; https://www.nature.com/articles/s41588-018-0273-y
6. The UK has sequenced 100,000 whole genomes in the NHS; https://www.genomicsengland.co.uk/the-uk-has-sequenced-100000-whole-genomes-in-the-nhs/
7. Illumina to Acquire Pacific Biosciences for Approximately $1.2 Billion, Broadening Access to Long-Read Sequencing and Accelerating Scientific Discovery; https://www.pacb.com/press_releases/illumina-to-acquire-pacific-biosciences-for-approximately-1-2-billion-broadening-access-to-long-read-sequencing-and-accelerating-scientific-discovery/
본 기사는 네티즌에 의해 작성되었거나 기관에서 작성된 보도자료로, BRIC의 입장이 아님을 밝힙니다. 또한 내용 중 개인에게 중요하다고 생각되는 부분은 사실확인을 꼭 하시기 바랍니다.
[기사 오류 신고하기]