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- 지금까지 배아에 대한 유전자 검사는 일부 유전 질환에 대해서만 가능하고 허용
- 착상 전 진단 사용해 암, 당뇨병 또는 장 염증의 유전적 위험을 결정하는 방법 개발
- 5일 된 배아의 경우 PGD 방법은 99~99.4%의 정확도를 달성
- 불리한 유전적 소인 때문에 배아를 선별하면 의학적, 윤리적으로 매우 불안정한 근거 돼

암, 당뇨병 등에 대한 배아 유전자 검사
새로운 방법은 일반적인 질병을 포함하도록 착상 전 진단을 확장한다.

논란의 여지가 있는 진단:
지금까지 배아에 대한 유전자 검사는 일부 유전 질환에 대해서만 가능하고 허용됐다.
이제 연구자들이 착상 전 진단을 사용해 암, 당뇨병 또는 장 염증의 유전적 위험을 결정하는 데 사용할 수 있는 방법을 개발했다. "네이처 메디신nature medicine"에 게재된 연구팀의 결과에 따르면 정확도는 이미 태어난 아이들에 대한 유전자 검사와 거의 동일하다. 이것은 중요한 윤리적 문제를 제기한다. 

▲ 지금까지 배아의 착상 전 진단은 예외적인 경우에만 허용되었다. Symbolbild Gensuche © pogonici

착상 전 유전 진단(PGD)은 원래 심각한 염색체 이상으로 인해 생존할 수 없는 인공 수정의 배아를 식별하기 위해 개발되었다. 이러한 배아가 산모의 자궁에 착상되기 전에 확인돼 사용되지 않으면 불임 치료에 실패할 위험이 줄어든다.

윤리적으로 논란이 되는

문제는 이러한 유전자 검사가 생존 가능한 배아의 유전적 결함도 식별할 수 있기 때문에 윤리적으로 논란의 여지가 있는 선택이 가능하다는 것이다. 21번 삼염색체성 또는 질병을 유발하는 돌연변이가 있는 배아도 이론적으로 "열등한" 그리고 "생명으로 가치가 없는" 것으로 선언되고 폐기될 수 있다. 극단적인 경우 착상 전 진단을 통해 유전자에 최적화된 어린이를 선택할 수도 있다.

이것이 독일에서 예외적인 경우에만 PGD가 허용되는 이유 중 하나다.
부모가 심각한 유전성 질환에 대한 유전적 소인을 가지고 있어 자녀에게도 유전될 것을 두려워해야 하는 경우에만 허용된다. 또한 이 유전자 검사는 국가에서 승인한 PID 검사 센터에서만 수행할 수 있으며 먼저 윤리 위원회의 확인을 받아야 한다. 그러나 일부 다른 국가에서는 규정이 훨씬 덜 엄격하다. 이 기술은 지금까지 우성 유전자에 의해 결정되는 몇 가지 질병에만 효과가 있었기 때문이다.

암, 당뇨병 등에 대한 유전자 검사

이것은 이제 바뀔 수 있다. 캘리포니아에 있는 생명공학 회사 MyOme의 아카쉬 쿠마르(Akash Kumar)가 이끄는 팀은 초기 배아에서 흔한 질병의 유전적 위험을 결정하는 데 처음으로 사용할 수 있는 방법을 개발했다. 여러 유형의 암, 당뇨병 또는 만성 염증성 장 질환 궤양성 대장염 및 크론병(Crohn)을 비롯한 이러한 질병은 일반적으로 여러 위험 유전자로 인한 것이며 환경 요인의 영향도 받는다. 이것은 유전자 검사를 더 어렵게 만들고 결과를 조건부로만 의미 있게 만든다.

Kumar와 그의 팀은 복잡한 임상 사진에 대한 이식 전 진단을 가능하게 하기 위해 복합적인 방법을 적용했다. 그들은 먼저 검사한 12개 질병 각각에 대해 알려진 위험 유전자 변이체를 수집하고 이 데이터를 기반으로 다유전자 위험 지수를 결정했다. 이것은 각각의 위험 유전자 조합의 보인자에 대해 질병의 확률이 얼마나 높게 증가하는지를 나타낸다.

▲ a, 이 연구는 10쌍의 110개 배아 게놈을 재구성하고 태어난 아이의 게놈 서열과 비교하는 것을 포함했다. 12개의 PRS 모델은 태어난 아이 샘플과 10개의 상응하는 재구성된 배아로부터 계산됐고 일치성을 위해 비교되었다. (출처: 관련논문 Whole-genome risk prediction of common diseases in human preimplantation embryos / nature medicine)

부모 및 배아 게놈의 조합

실제 유전자 검사를 위해 연구자들은 시험관 수정으로 생산된 10쌍 110개의 배아에서 각각 1개의 세포를 제거하고 유전자 배열을 실시했다. 동시에 그들은 부모의 게놈에서 위험 유전자를 분석하고 게놈을 비교해 어떤 서열이 배아에게 전달되었는지를 결정했다. 이를 통해 단 하나의 세포에 대한 DNA 분석에서 발생하는 부정확성과 오류를 크게 보완할 수 있다.

Kumar와 그의 팀은 "그 다음 우리는 다유전자 모델을 기반으로 각 배아에 대한 질병별 위험을 결정했다"고 설명했다. 정확성을 평가하기 위해 그들은 이 결과를 훨씬 더 많은 유전 물질을 이용할 수 있는 이미 태어난 10명의 어린이에 대한 유전자 검사와 비교했다.

99%까지 정확

결과: "우리의 접근 방식은 배아의 게놈에서 희귀하고 일반적인 유전자 변이를 모두 예측하는 것을 가능하게 했다"고 Kumar와 그의 동료들은 보고했다. 수정 3일 후 배아에 대한 위험 평가의 정확도는 어린이 유전자 검사에 비해 97~99%였다. 5일 된 배아의 경우 PGD 방법은 99~99.4%의 정확도를 달성했다.

유전자 검사를 통해 연구자들은 무엇보다도 유방암 유전자 BRCA1을 보유한 배아를 식별할 수 있었다. 연구팀은 "우리는 이전에 확인된 병원성 BRCA1 변이체를 산모에게서 확인했으며 20개 배아 중 13개가 이 유전자 변이체를 보유하고 있음을 확인할 수 있었다"고 보고했다. 위험 지수와 다른 유전자를 사용하여 그들은 유방암 위험이 형제 배아 사이에서 15배 다양하다는 것을 알아냈다. 즉, 비 보인자의 0.35에서 유방암 유전자 보인자의 5.35까지다.

Kumar와 그의 동료들은 "우리는 전체 게놈 재구성이 배아에서 가능하다는 것을 입증했다"며 “이미 태어난 어린이에 대한 유전자 검사와 유사하게 다유전자 위험 값의 정확한 계산이 가능하다"고 기술했다.

질병의 실제 발생에 대한 신뢰할 수 있는 설명 없음

그러나 그들은 몇 가지 제한 사항을 인정한다. 그들의 PGD 방법은 새로 발생하는 돌연변이가 아닌 유전된 위험 유전자에만 작동한다. 다유전자 위험 값의 임상적으로 적절한 중요성이 얼마나 큰 지에 대해서는 여전히 논란의 여지가 있다. 뉴욕에 있는 인간 생식 센터의 노버트 글라이셔(Norbert Gleicher)와 그의 동료들은 첨부된 논평에서 "이러한 위험 지수가 현재 더 많은 양의 데이터에 의해 뒷받침된다 하더라도 여전히 매우 실험적이다"고 지적했다.

이유:
이러한 질병 각각은 많은 유전자의 영향을 받으며 모든 위험 유전자를 합해도 질병 발병 확률이 100%에 도달하지 않는다. 대신, 아직 알려지지 않은 다른 유전자 변이체와 비유전적 요인도 당뇨병, 암 또는 자가 면역 질환의 발병을 결정한다. 단지 불리한 유전적 소인 때문에 배아를 선별한다면 이것은 의학적으로나 윤리적으로 매우 불안정한 근거가 된다.

또한 이것과 밀접하게 관련되어 있는 것은 유전적으로 동기가 부여된 선택의 근본적인 문제다. 착상 전 진단이 일반적인 질병이나 다른 특성에 대해서도 가능해진다면 부유한 부모가 예를 들어 자손에게 유리한 특성을 갖도록 장려하기 위해 PGD를 사용할 수 있다.

“질병이 없는 선택을 하십시오!”
이것은 유전적으로 기반을 둔 두 계급 사회를 형성할 수 있다.
(Nature Medicine, 2022; doi: 10.1038/s41591-022-01735-0)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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