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[바이오토픽] 버블보이(bubble-boy)들을 무기징역에서 풀어준 유전자요법
의학약학 양병찬 (2019-04-23)

데이비드 베터
데이비드 베터: 12년이라는 짧은 인생 동안 버블(또는 우주복) 속에서 살다 간 소년

"치명적일 수 있는 감염을 피하기 위해 평생 동안 '고립된 생활'을 하라"는 사실상의 무기징역 선고를 내리는 유전병이 있다. 그런데 한 실험적 유전자요법이, 그런 질병에 걸린 일곱 명 어린이의 기능적 면역계(functioning immune system)를 회복시켰다. 일곱 명의 어린이들은 현재 가정에서 가족과 함께 생활하고 있고, 여덟 번째 어린이는 지난주 말 병원에서 퇴원했다.

문제의 질병은 면역계 발달에 필수적인 유전자의 변이 때문에 발생하는, X염색체 관련 중증복합면역결핍증(SCID-X1: X-linked severe combined immunodeficiency)이다. 그리고 이번에 실시된 유전자요법은, IL2RG라는 변이유전자를 교정된 복사본(corrected copy)으로 대체하는 치료법이다. SCID-X1을 비롯한 일련의 유전병들은 간혹 '버블보이'병(bubble-boy disease)이라고 불리는데, 그 이유는 태어난 직후 평생 동안 플라스틱 거품 속에서 생활했던 적이 있기 때문이다. 버블보이병에 걸린 어린이들은 흔한 감기에만 걸려도 치명적일 수 있어, 플라스틱 거품의 보호를 받아야 했다.

버블 속에 살다 간 소년

데이비드 베터는 많은 기대와 사랑을 한 몸에 받은 소년이었다. 여느 신생아들과 마찬가지로 고고성을 울리며 세상에 태어나, 총 20초 동안 남들과 다름없는 생을 살았다.

하지만 안타깝게도 평범한 인생사는 거기까지였다. 데이비드는 특별히 제작된 플라스틱 버블 속에 신중히 봉입(封入)되어, 여생을 그 속에서 살았다. 지구상에 존재했던 12년 동안에는 물론 세상을 떠난 후 오랫동안, 데이비드의 예외적인 생존방식은 놀라운 과학적 발견에 크게 기여했다. 그러나 우리가 기억해야 할 무엇보다도 중요한 사실은, 데이비드가 가장 좋아한 색깔이 자주색이었다는 것이다. 그는 <스타워즈>를 무척 좋아했고, 학교에 가기 싫어 연필을 감추곤 했다. 그는 이처럼 평범한 어린이였지만, 면역계가 없다는 이유로 예외적인 삶의 방식을 강요받았던 것이다.

데이비드는 중증복합면역결핍증(SCID: Severe Combined Immunodeficiency)이라는 희귀한 유전병을 갖고 세상에 태어났다. 즉, 데이비드는 T 세포나 NK 세포를 만들 수 없었고, 그가 만든 B 세포마저 기능을 완전히 상실했다. 면역결핍으로 인해 가장 경미한 감염조차 물리칠 수 없었으므로, 감기에만 걸려도 목숨을 잃을 수 있었다.

※ 캐서린 카버, 『오늘도 우리 몸은 싸우고 있다』, 현암사(2019), pp. 287-288.

그러나 《New England Journal of Medicine(NEJM)》 4월 17일호에 소개된 일곱 명의 '버블보이'들은(참고 1), 흔한 소아기 질병으로부터 자신을 보호해주는 면역계를 보유하고 있다. "현재 그들은 모두 걸음마를 배우며 삶에 도전하고 있으며, 어린이집에도 거리낌 없이 드나들 수 있다"라고 이번 연구의 주요저자인 테네시 주 멤피스 소재 성(聖)유다어린이 연구병원(St. Jude Children’s Research Hospital)의 에벨리나 맘차시(내과의)는 말했다.

(X 염색체와 관련되어 있기 때문에) 주로 남자아기들이 걸리는 SCID-X1에 대한 현행 최고 치료법은, (MHC의 인간 버전인) HLA 유전형이 일치하는 형제자매 공여자의 골수를 이식받는 것이다. 그러나 골수이식의 혜택을 받을 수 있는 아기들은 20% 미만이다. 따라서 연구자들은 거의 20년간, 골수이식을 받을 수 없는 어린이들에게 (변이유전자의) 기능적 유전자 사본을 전달하는 방법을 개발하기 위해 노력해 왔다.

그런 노력의 결과는 엇갈렸다(참고 2). 초기 임상시험에서는 면역반응이 부분적으로 향상되었지만, 일부 어린이들이 백혈병에 걸렸기 때문이다. 그에 대한 후속노력으로(참고 3), 2014년 동일한 연구자들은 IL2RG 유전자의 기능적 사본을 세포에 배달하는 전달체(바이러스)를 변형했다. 그 방법은 여전히 '부분적인 면역력 향상'이라는 제한적 성과를 거뒀을 뿐이지만, 다행히도 치료받은 어린이들이 백혈병에 걸리는 일은 없었다.

지속적인 치료

이번 임상시험에서, 맘차시가 이끄는 연구진은 또 다른 바이러스(이번에는 불능화된 HIV의 친척)를 이용했다. 새로운 바이러스는 기존의 바이러스보다 유전자를 (활발하게 분열하지 않는) 세포에 삽입하는 데 능숙하므로, 면역세포를 생성하는 (느리게 분열하는) 줄기세포에 사용하기에 안성맞춤이다.

또한 연구진은 유전자요법을 실시하기에 앞서, 어린이들을 저용량의 화학요법으로 치료했다. 이 접근방법은 ADA-SCID라는 유사한 유전병의 유전자요법에서도 사용되는데, 그 치료법은 2016년 유럽의약청(European Medicines Agency)의 승인을 받았다.

이번에 치료받은 어린이들은, 치료 후 2년 동안 백혈병의 징후를 보이지 않았다. 선행연구에서는 치료한 지 2년 이후에 백혈병이 발병하는 사례도 있지만, (SCID-X1를 치료하기 위해, 최초의 유전요법 중 일부를 개발한) 파리 콜레주드프랑스(Collège de France)의 알랭 피셔에 의하면 "다른 유전자요법 임상시험에서도 10년 동안 그 바이러스 시스템을 사용해 왔지만 백혈병의 징후는 관찰되지 않았다"고 한다.

"이번 연구는 전망이 밝지만, 연구자들은 치료 후 발달한 면역력이 안정적인지 여부를 지속적으로 모니터링할 필요가 있다"라고 파리 네커 소아병원(Hôpital-Necker Enfants Malades)에서 SCID-X1에 대한 유전자요법을 시술하고 있는 마리나 카바나자는 말했다.

"생리학적 관점과 삶의 질(quality of life)이라는 관점에서 볼 때, 어린이들의 질병은 치료되었다"라고 성유다병원의 제임스 다우닝 원장은 말했다. "지속적인 치료가 될 것인지 여부는, 오직 시간이 말해줄 것이다."

※ 참고문헌
1. Mamcarz, E. et al. N. Engl. J. Med. 380, 1525-1534 (2019); https://doi.org/10.1056%2FNEJMoa1815408
2. https://doi.org/10.1126%2Fscience.1088547
3. https://doi.org/10.1056%2FNEJMoa1404588

※ 출처: Nature https://www.nature.com/articles/d41586-019-01257-9

 

아름다움의 진화

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양병찬 (약사, 번역가)

서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리...

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  댓글 2 댓글작성: 회원 + SNS 연동  
회원작성글 주영이 아빠  (2019-04-24 12:20)
1
양병찬님의 글 늘 유익하게 읽고 있습니다.
이번 글은 제 전문분야여서 특히 관심이 있었습니다. 논문저자는 아니었지만, St. Jude 에서 관련 연구에 참여했었기 때문에 이번 뉴스도 제겐 큰 관심사항이었습니다.
몇 가지 오타를 지적하고 싶습니다.
기능석 사본 --> 기능적 사본, 화합요법 --> 화학요법, 드라우닝 --> 다우닝

초기 임상실험에서는 gamma Retrovirus를 사용해서 백혈병 발병이 많았었습니다만, 이번 연구에서처럼 Lentivirus를 사용하는 경우에는 교정 유전자 삽입부분의 분포가 gamma retrovirus와는 다른 관계로 백혈병 발병 가능성이 현저하게 줄었습니다. (아직까지 발견된 경우는 없는 것으로 압니다만)

늘 양병찬 님의 좋은 글과 수고에 감사드리며
회원작성글 BRIC  (2019-04-24 14:15)
2
연재자님께 의견을 받아 말씀하신 부분 수정하였습니다. 자세히 보고 알려주셔서 감사합니다. -BRIC-
 
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