[癌없는 세상]유전자 치료란
1.우리는 암을 정복해가고 있나
현대는 언어 인플레시대이다.‘최신’ ‘첨단’ ‘최신예’ 등의 단어가 ‘그저 그런 정도’라는 뜻을 갖게 되었고,‘무엇을 정복했다.’는 말이 ‘무엇을 조금 알게 됐다.’는 말을 대신하고 있다.이런 까닭에 “누군가에 의해 획기적 치료법이 개발됐으며,곧 암이 정복될 것”이라는 뉴스를 보고 들을 때마다 어쩔 수 없이 ‘양치기 소년’ 우화를 떠올리게 된다.
암 연구자들이 흔히 하는 농담이 있다.“인간이 어쩔 수 없이 1가지씩 중병을 선택해 죽어야 하는 운명일 때 모두가 암을 선택한다면 우리에게는 더할 나위없는 보람”이라는 것이다.
그렇다면 우리는 현대인이 가장 무서워하고,한국인 사망 원인 1위인 암을 정복해 가고 있는가? 결론부터 말하자면,“아직 그렇지 못하지만,노력하면 가능하다.”는 것이다.벌써 미국 등 일부 선진국에서는 암 사망률이 감소하기 시작했다.
2.美선 왜 암 사망률 감소할까
모든 과학자가 동의하는 말이 ‘진리의 열쇠는 금’이라는 것이다.투자없이 과학의 진보는 없다.1971년 닉슨 대통령은 ‘암과의 전쟁’을 선포하고 국가적인 암 정복사업을 시작했다.이 국책사업은 지금도 계속돼 최근 5년 동안 암 연구비 규모가 2배로 증가했으며,미국의 올해 암 연구비 총액은 47억 달러로 늘었다.이는 연방정부 연구비 1118억 달러의 4.2%,연방정부 예산 2조 1629억 달러의 0.2%에 이르는 규모다.이런 투자의 결과로 지난 90년부터 암 발생률과 사망률이 줄기 시작했다.
3.우리의 암정복 대책
우리나라도 국립암센터와 암정복 연구사업단을 중심으로 체계적인 암 연구에 돌입했다.누군가는 “많은 연구비를 쏟아붓기보다 다른 나라의 연구 결과를 도입하는 게 더 좋지 않을까.”라고 말할지 모른다.그러나 그런 발상은 남의 숙제를 베끼는 것과 다를 게 없다.우리의 암 발생 양상이 다른 나라와는 차이가 있기 때문이다.즉,우리나라에서는 위암-간암-폐암 순으로 발생하지만,미국은 전립선암-유방암-폐암 순이고,일본은 위암-대장암-폐암 순이다.
우리와 서구인의 유전자 역시 차이가 있고,생활 양식이 달라 암 발생 기전과 양상 또한 같지 않다.따라서 우리의 문제는 우리 스스로 풀 수밖에 없는 것이다.
4.획기적 신약은 없는가
모두가 획기적인 암 치료제 개발에 관심을 두고 있다.그 획기적인 치료제란 무엇인가? 지금까지 수술을 제외한 암 치료는 게릴라전과 비슷한 양상이었다.게릴라들은 민간인 틈에 섞여 있어 민간인 피해를 감수하지 않고는 이들을 섬멸할 수 없다.또 한 마을의 게릴라를 모두 섬멸했다고,이웃 마을에 게릴라가 없을 것이라는 보장도 없다.
우리가 기대하는 ‘획기적인 신약’은 스마트 폭탄처럼 인체에 투여되면 암세포가 어디에 있든 추적하여 섬멸한다.그러면서 정상세포는 건드리지 않는다.이 정도면 ‘획기적’이라는 말을 쓸 수 있지 않을까?
흔히 ‘스마트 항암제’로 불리는 이 획기적 신약으로는 항체를 이용한 항암제,암세포만의 성장을 억제하는 항암제,유전자 치료제 등을 들 수 있다.
5.항체를 이용한 항암제
암세포만 죽이는 항암제 가운데 가장 먼저 개발된 것은 항체를 이용한 항암제이며,현재 7종이 시판중이다.원래 항체란 외부에서 세균 등이 침입하면 우리 몸에서 특이적으로 결합해 이 세균을 죽이도록 생성되는 물질이다.암세포 또한 정상적인 인체에는 매우 드문 생리분자들을 세포막 표면에 가지고 있기 때문에 이런 분자들에 결합하는 특정 항체를 개발,암세포만을 골라 죽이는 스마트 항암제를 탄생시킨 것이다.실제로 항체 역할을 하는 분자는 체내에 높은 농도로 존재하는 일종의 ‘생약’인데,기존 항암제와 달리 정상세포에 대한 독성,즉 탈모와 구토 등 항암제의 부작용이 거의 없어 정상적인 생활을 영위할 수 있다.
카이메라 항체(chimeric antibody),인간화 항체(humanized antibody)로 불리는 이런 항체는 최근 들어 파지 디스플레이방법이나 인간 항체유전자만을 가지도록 유전공학적으로 변형된 생쥐,인간항체 라이브러리 등의 방법을 통해 항체항암제로 개발되고 있다.실제로 2002년 현재 470종이 넘는 항체가 약품으로 개발중이며,70종의 항체가 임상시험 중이다.
6.암세포 성장 억제 항암제
또 다른 스마트 항암제가 있다.암세포에만 존재하는 특정 신호 전달체계를 방해해 성장을 억제하는 항암제가 그것이다.만성골수성백혈병과 위장관벽에 생기는 일부 암에 효과가 입증된 글리벡이 이런 유형의 항암제이다.대부분의 만성골수성백혈병 세포에는 특이한 종류의 세포막 단백질인 bcr/abl이 존재한다.이 단백질과 단백질을 만들어내는 유전자는 정상 세포에는 없고,백혈병 세포에만 존재한다.이 단백질이 암세포에 신호를 보내 무한정 분열하도록 유도한다.의학자들은 이 단백질이 세포내로 이런 신호를 보내지 못하도록 하는 물질을 만들었는데 이것이 바로 글리벡이다.
참고로 글리벡의 개발 과정을 보자.우선 정상세포에는 없고 백혈병세포에만 있는 유전자를 찾아 이 유전자가 만드는 단백질에 작용,백혈병세포의 성장을 방해하는 물질을 찾아내는 과정이 순차적으로 진행됐다.이것은 항암제를 개발하는 새로운 방법,즉 암세포에만 존재하는 유전자를 찾아 이를 이용해서 항암제를 개발하는 것이 가능하다는 사실을 입증한 첫번째 사례다.그러나 글리벡은 기존 항암제와 달리 대부분의 백혈병세포를 죽이지만,일부 모세포는 죽이지 못한다.따라서 항암제 투여를 중단하면 언제든백혈병세포가 다시 자랄 수 있다.즉,글리벡은 암을 파괴하는 대신 조절해 암환자가 암을 지니고도 오랫동안 살도록 한다.이점이 기존의 항암제와 다른 점이다.다시 말해 암을 일종의 만성질환으로 바꿀 수 있음을 보여준 것이다.
그런가 하면 글리벡은 인간 게놈프로젝트가 불치병 치료에 어떻게 활용될 수 있는가를 보여준 사례이기도 하다.암세포 유전자의 단백질에 작용해 암세포의 성장을 방해하는 물질을 찾아내 항암제로 만들 수 있다는 자신감이 생긴 것.인간 게놈프로젝트의 완성으로 암세포에만 특징적으로 존재하는 유전자 혹은 이 유전자가 만들어내는 단백질의 발견이 무척 빨라졌다.
7.유전자 치료제
유전자 치료란 유전자 재조합 방법을 이용한 치료법이다.치료용 유전자를 환자의 세포에 도입시켜 유전자의 결함을 교정하거나,세포에 새로운 기능을 부여해 유전적 변형을 유도함으로써 암 등 유전자 이상에 의한 질병을 치료,예방하는 방법이다.
이 치료법은 지난 90년 미국 국립보건원(NIH)의 앤더슨 박사가 유전질환인 선천성 면역결핍증 환자를대상으로 처음 시도한 이래 많은 희망적 결과들을 찾아내고 있다.처음에는 주로 단일유전자 이상에 의한 유전 질환에 적용되었으나 분자생물학,생화학,유전학 등 다양한 분야가 접목되면서 여러 가지 난치병의 치료를 위해 연구되고 있는 추세다.특히 암,AIDS,알츠하이머,심혈관질환과 신경 손상,류머티즘성 관절염 등 많은 분야에서 유전자 치료가 연구되고 있다.
지난해 9월 현재 전 세계에서 636건의 유전자 치료 임상시험이 진행되고 있으며,대상 질환은 암 69%,선천성 유전질환 8.9%,감염질환 11.8%,심혈관질환 1.7% 등이다.
이중 암에 적용되는 유전자치료법은 암세포의 자살을 유도하거나,면역세포를 활성화시켜 암을 치료하는 암백신 유전자치료법,화학요법이나 방사선에 대한 암세포의 감수성을 증가시켜 정상 세포에 대한 독성을 극소화하면서 암세포를 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 방법 등이 있다.
그런가 하면 최근에는 암세포에서만 선택적으로 증식하여 암세포를 살상하는 종양세포를 증식하는 등 부작용은 줄이면서 치료효과를 극대화하는 새치료법이 개발돼 주목을 받고 있기도 하다.
이런 맥락에서,국립암센터가 연구중인 방법,즉 암세포에 나타나는 특정 유전자를 찾아 파괴하고,그 자리에 치료용 세포살상 유전자를 주입하는 지능형 유전자치료법도 향후 결과가 주목되는 실험이다.
이 방법은 유전자 치료제가 암세포에만 작용하는 특성이 있으며,암 유전자 파괴와 치료용 유전자의 투입이 동시에 일어나 효과가 배가되는 장점이 있다.동물실험에서도 긍정적인 결과를 얻어 2∼3년 내에 임상시험 단계에 돌입할 것으로 기대되고 있다.
하지만 유전자 치료가 실질적 치료법으로 이용되기 위해서는 무엇보다 먼저 치료용 유전자를 원하는 부위에 안전하게 전달하는 유전자 전달체의 개발이 선행되어야 한다.왜냐하면 성공적인 유전자 치료를 위해서는 치료유전자를 인체에 안전하고 효과적으로 전달할 수 있는 유전자 전달체 개발이 필수적이나 이에 대한 연구가 아직 미흡하기 때문이다.
질병 치료의 가장 좋은 방법은 원인을 찾아 해결하는 것이다.따라서 유전자 이상이 원인인 암 치료에도 당연히 유전자치료가 최선의 방법이 될 수 있다.최근들어 여러가지 분자생물학적 기술이 발달하고 있을 뿐 아니라,인간 게놈프로젝트의 성과로 암의 유전자 특성이 자세히 규명되는 단계여서 머잖아 실제 임상에 유전자치료를 처방할 때가 올 것으로 기대된다.
김인후 국립암센터 기초과학연구부장
정준호 국립암센터 분자종양학연구과장
