This spit test promises to tell couples their risk of passing on common diseases

타액 검사로 유전병을 예측하다

오키드는 조현병, 당뇨병, 암 등의 발병 가능성을 예측하는 다유전자 위험검사 서비스를 제공한다. 이 검사가 현재의 과학기술에 비해 너무 앞서가는 것은 아닐까?

오키드(Orchid)라는 이름의 스타트업은 임신을 계획하는 부부가 알츠하이머병, 심장병, 제1형 및 제2형 당뇨병, 조현병, 특정 암 등의 질병을 자녀에게 물려줄 가능성을 예측하여 알려준다.

현재 널리 사용되는 임신 전 검사를 통해서도 단일 유전자의 변이에 기인한 특정 유전병이 자녀에게 유전될지 아닐지를 알 수 있다. 그런데 단일 유전자의 변이로 인한 질병은 상대적으로 드문 편이다(낭포성 섬유증, 겸상적혈구병, 테이색스병 등).

반면 오키드가 제공하는 검사는 여러 유전자(보통 수백 개에 이른다)의 영향을 복합적으로 받는 흔한 질병들을 대상으로 한다. 검사를 의뢰하는 커플은 집에서 각자 타액을 용기에 담아 우편으로 회사에 보낸다. 회사는 각각의 유전체 염기서열을 분석한 후, 이를 주요 질병이 있는 사람과 없는 사람의 염기서열 데이터와 비교하여 위험성을 계산한다. 계산된 결과를 수치로 표현한 것을 다유전자위험점수(polygenic risk score)라고 한다.

오키드는 올해 말 배아검사도 시작한다는 계획이다. 배아검사는 체외수정(IVF, in vitro fertilization)으로 생성된 배아에서 세포를 추출한 다음, DNA 염기서열 분석을 통해 위험점수를 계산하는 방식으로 진행된다. 지금도 IVF 시술 시 배아검사를 통해 염색체 이상 및 단일 유전자에 기인하는 질병의 위험성을 예측할 수 있다. 오키드는 이 같은 검사 대상 질병 항목의 수를 대폭 늘린다는 계획이다.

오키드는 스탠퍼드대학교 과학자들의 지지와 450만 달러의 투자를 받아 이번 달 출범했다. 오키드 투자자 중에는 소비자유전자검사(consumer genetic test) 제공업체 23앤드미(23andMe)의 CEO 앤 위치스키(Anne Wojcicki)도 포함된다.

“자녀를 가지는 결정은 우리에게 가장 중대한 결정이다. 그런데도 부모들은 유전적 위험성이 미래의 자녀에게 어떤 영향을 미칠지 전혀 모르는 상태에서 임신을 감행한다”고 오키드 창립자 겸 CEO 누어 시디퀴(Noor Siddiqui)는 말한다.

스탠퍼드대학교 출신 컴퓨터 과학자 시디퀴는 다유전자위험검사 결과 앞으로 태어날 자녀가 당뇨병에 걸릴 위험이 크다는 것을 알게 된 부모는 당분이 낮은 음식을 섭취하거나 정기적으로 건강검진을 받는 등 위험성을 낮추기 위한 조치를 취할 것이라고 말한다. 아니면 오키드에서 IVF 시술을 받고, 검사를 통해 당뇨병 위험이 가장 낮은 배아를 선택할 수도 있다.

후자는 당뇨병, 조현병 또는 다른 검사 대상 질병에 대한 가족력이 있는 경우 매력적인 선택이 될 수 있다. 그렇지만 이들 질병을 일으키는 유전자의 작용은 매우 복잡하며, 우리가 아직 알지 못하는 부분이 많다.

이 같은 이유에서 많은 전문가들이 다유전자위험검사가 아직은 시기상조이며, 오키드 같은 회사들이 불안감을 이용해 과장광고를 하는 것일 수 있다고 지적한다.

단일 유전자를 넘으면

다유전자소비자검사가 도입되는 것은 불가피한 일로 보인다. DNA 데이터의 폭증으로 조현병을 비롯한 복잡한 질병의 위험점수 측정법이 발전하고 있기 때문이다. 연구자들은 수십만 명의 유전자 데이터가 축적된 방대한 데이터베이스를 기반으로 당뇨병, 우울증, 비만, 특정 암 등의 위험을 계산하는 알고리즘을 구축하고 있다.

지노믹프리딕션(Genomic Prediction)이라는 또 다른 스타트업은 2019년 IVF 시술로 생성된 배아를 검사하는 방식의 다유전자위험검사 서비스를 시작했다. 이 회사가 제공하는 다중유전자질병 위험검사 항목은 오키드의 검사 항목과 일부 중복된다.

메사추세츠종합병원(Massachusetts General Hospital) 및 브로드연구소(Broad Institute) 소속 심장전문의 아미트 케라(Amit V. Khera)는 심장병 등에 대한 다유전자위험검사법을 개발했다. 케라는 이 같은 검사가 성인이 스스로 식단을 조절하고 운동 등을 통해 위험을 낮추는 데 도움이 될 수 있다고 말한다. 그렇지만 검사 결과를 임신 전 및 배아 선별에 활용하기 위해서는 추가로 고려해야 할 것들이 있다는 입장이다.

우선 같은 부모에게서 나온 배아 중 한 특정 배아의 선택으로 낮출 수 있는 위험의 정도가 그다지 크지 않다고 말한다.

“어떤 부모이든 배아 별로 위험점수가 크게 차이 나지 않는다”며 “내 점수가 0이고 아내의 점수가 1이면 아이의 점수는 약 0.5가 될 것이다. 배아 별 점수는 0.4, 0.6 이런 식이고, 이는 큰 차이가 아니다”라고 말한다.

또, 연구자들이 아직 이해하지 못한 유전적 변이가 많다. 케라의 연구팀이 찾은 변이 가운데 심근경색 위험은 낮추지만 당뇨병 위험은 높이는 것으로 보이는 변이도 있다. 일종의 유전적 교환이 이루어지는 것이다.

오키드 검사는 미래의 자녀가 특정 질병에 걸리지 않을 것이라는 잘못된 인식을 부모에게 심어줄 가능성도 있다. 노스캐롤라이나대학교 채플힐(University of North Carolina, Chapel Hill) 정신질환유전체학연구소(Center for Psychiatric Genomics)의 패트릭 설리번(Patrick Sullivan) 센터장은 조현병의 경우, 유전자가 일정한 역할을 하는 것은 맞지만 유전되는 경우는 드물다고 말한다.

그는 “조현병 위험을 가장 높이는 인자는 대개 신규 변이(de novo variant)인데, 이는 양 부모 모두 병력이 없다는 뜻”이라며 “신규 변이는 발달 과정에서 일어나는 무작위적 사건”이라고 설명한다. 이 같은 신규 변이는 오키드 검사 결과에 표시되지 않는다. 단, 배아검사 결과지에는 표시가 되는데, 이를 알아보기 위해서는 IVF 시술과 배아검사를 해야 한다.

다유전자위험검사의 또 다른 한계로 현재 사용되는 데이터세트가 거론된다. 데이터세트가 주로 유럽계 조상을 가진 인구의 데이터로 구성되어 있기 때문이다. 지금까지 유전자 연구는 다양한 인종적 배경을 가진 인구를 대상으로 하지 않았다.

존스홉킨스대학교의 유전역학자 제네비브 워지크(Genevieve Wojcik)는 “그 같은 검사 결과를 다른 집단에 적용하면 검사 정확도가 낮아질 것”이라고 지적한다.

최고의 배아 선택

다유전자검사의 정확도가 개선되면서 배아 선택을 통해 흔히 볼 수 있는 특정 질병들의 유병률을 낮출 수 있을 가능성도 제기된다. 그렇지만 여기에는 논란의 소지가 크다.

유전학자들이 그 같은 질병의 예측에 사용하는 기술은 성인기의 지능, 체중 등의 특성을 예측하는 데에도 사용될 수 있다. 오키드는 현재 질병 위험 검사에 집중하지만, 뉴저지 주에 위치한 지노믹프리딕션은 이미 ‘지능장애’ 위험을 고려한 배아 선별 서비스를 제공하고 있다.

가브리엘 라자로-무노즈(Gabriel Lázaro-Muñoz)는 베일러 의과대학(Baylor College of Medicine)의 생명윤리학자 겸 변호사로 그간 다유전위험점수를 연구했다. 라자로-무노즈는 다양한 특성에 대해 배아를 선별하고 선택하는 능력은 우생학(eugenics)으로 빠질 위험이 있다고 경고한다. “이 기술을 어떻게 사용해야 할지에 관한 진지한 대화가 우리 사회에 필요하다.”

정신질환에 대한 부정적 인식이 팽배한 오늘날 다유전자위험검사는 그 같은 낙인을 강화할 우려가 있다. 라자로-무노즈는 자녀가 그런 질병을 가지고 태어날 위험을 낮추는 선택을 할 수 있다는 생각은 부모에게 큰 부담을 준다고 말한다. 정신질환의 문제를 넘어 이런 질문도 있을 수 있다. 과연 ‘가장 똑똑한’ 배아를 선택할 권리가 부모에게 주어져야 할까?

설령 다유전자위험검사를 통해 배아를 선별하고 싶더라도 지나치게 높은 비용이 걸림돌이 될 수 있다. 오키드는 비용을 공개적으로 밝히지 않지만, 본지가 알아본 바에 의하면 부부 한 쌍 당 검사비는 1,100달러이다(오키드에 여러 차례 인터뷰 요청을 했지만 응답을 받지 못했다). 오키드는 비용이 부담되는 부모를 위해 지원 프로그램도 운영하지만, IVF 시술비는 별도로 감안해야 한다. IVF 시술 1회 가격은 1만 2,000~1만 7,000달러이고, 일반적으로 시술을 여러 번 해야 한다.

“이것은 부자를 위한 생식법”이라고 사라로렌스 대학교(Sarah Lawrence College)의 유전상담사 겸 인간유전학 연구과장 로라 허처(Laura Hercher)는 말한다. “그들은 재정적 능력만 있으면 누구나 IVF를 해야 한다고 말하는 듯하다.”

맞다. 실제로 시디퀴는 팟캐스트 인터뷰에서 가장 건강한 배아를 선택하기 위해 IVF 시술을 받는 사람이 늘어야 한다는 취지의 발언을 한 적이 있다.

허처를 비롯한 이들은 그것이 과연 다유전위험검사를 가장 잘 활용하는 방법인지 의아해한다. “’배아 검사로 알아볼 항목의 결정을 시장 논리에 맡기자’고 하면 마음이 편할까? 아니면 ‘이 모든 활용이 정당화되는지 알아보자’며 이제 개입을 해야 할 시점일까?”

생명 구하기

다유전위험검사 시장을 견인하는 것은 부모들의 수요이다. 그들 중에는 자녀가 질병에 걸릴 유전적 위험을 미리 아는 것이 하늘의 선물인 경우도 있다.

로라 포길라노(Laura Pogliano)는 오키드 검사 같은 것을 받을 수 있었다면 아들 자크를 더 단단히 지지해줄 수 있었을 거라고 말한다. 자크는 10대이던 2009년에 처음 강박장애 진단을 받았다. 증상이 악화되자 의사들은 결국 자크에게 조현병 진단을 내렸다. 자크는 2015년 23세의 나이로 심부전으로 세상을 떠났다(조현병 환자의 돌연사 중 50%는 심혈관계 질환이 원인으로 추정된다).

포길라노는 아들이 태어나기 전에 위험을 알았다면 초기 징후를 보고 더 일찍 치료를 시작했을 거라고 말한다. 환각, 망상, 언어 와해, 비조직적 사고와 같은 조현병 증상들은 대체로 20대에 처음 발현된다. 그렇지만 뇌에서는 증상이 나타나기 몇 년 전부터 변화가 시작될 수 있다.

포길라노는 자크의 병이 가족 모두에게 너무 급작스러운 일이었다고 말한다. “내 아이가 건강한 줄 알았지만 사실은 그렇지 않았던 것이다. 그 병은 몇 년 전부터 아이의 머릿속에서 나타날 준비를 하고 있었다.”

포길라노는 아들이 고위험군인 것을 알았다면 다른 식으로 키웠을 거라고 말한다. 술과 대마를 하지 못하게 더 엄격히 주의시켰을 거라는 것이다. 술과 대마는 조현병 환자의 신경계에 변성을 일으키고 정신병을 촉발할 수 있다.

그녀는 조현병 검사가 언젠가는 일상적 검사로 자리잡기를 희망한다. 조현병을 예측하는 것은 심장병, 유방암, 알츠하이머병 등을 예측하는 것과는 다르다는 것이 그녀의 입장이다. 이들 질병은 노년기에 발병하지만, 조현병 위험이 높은 자녀를 둔 부모는 자녀의 삶에 변화를 만들 기회가 있다는 것이다.

“맞춤 아기(designer baby)를 말하는 것이 아니다. 부모가 원하는 것은 오직 자식이 건강하게 사는 것이다.”

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