배경

희귀 유전 질환은 영유아 사망을 유발하는 주요 요인으로 꼽힌다. 특히 신생아 중환자실(NICU) 및 소아 중환자실(PICU)에 입원한 중증 환아는 증상 원인을 신속히 규명해야 맞춤형 치료법을 처방할 수 있다. 기존 유전자 검사는 분석 결과 도출까지 수주에서 수개월이 걸리는 탓에 치료 적기를 놓치는 경우가 빈번했다. 기존 검사법들이 특정 유전자 패널이나 단일 유전자만을 순차적으로 확인하기에 진단 속도와 정확도 면에서 한계를 지녔던 탓이다. 동시에 중동과 아시아 인구 집단은 글로벌 유전체 데이터베이스에서 차지하는 비중이 매우 작다. 기존 참조 유전체 기반의 진단법을 중동 환자에게 적용하면 질병 유발 변이 여부를 가려내기가 어렵거나 부정확한 결과가 도출되기 일쑤다. 이로 인해 다국적 인구가 밀집한 중동 지역에서는 이들의 고유한 유전적 배경을 반영한 고속 진단 시스템 도입을 적극 추진해 왔다.

핵심 발견

알잘릴라 아동전문병원 유전체 우수센터 연구진은 신속 전장유전체분석(rWGS) 프로그램인 리틀 팔콘(Little Falcon)을 구축하고 대규모 임상 적용 결과를 발표했다. 이번 연구는 두바이 헬스 시스템 하에 입원한 중증 신생아와 소아 환자 백 명을 대상군으로 한다. 환자들은 중동 및 아시아 지역 18개국 출신으로 다양한 유전적 배경을 보여준다. 연구진은 환자 본인과 부모의 유전체를 함께 분석하는 3인 유전체 분석(trio rWGS) 방식을 도입해 변이 식별 속도와 정확도를 극대화했다. 임상 적용 결과 리틀 팔콘 프로그램은 환자에게 유전자 검사 결과를 전달하기까지 걸리는 평균 시간을 3.4일로 대폭 단축했다. 이는 결과 확인에 수주일이 소요되던 기존 분석 방식과 비교할 때 압도적으로 빠른 속도다. 전체 분석 대상자의 진단율은 53퍼센트에 달한다. 근친결혼 가계이거나 대사 질환이 의심되는 환자 집단에서는 진단율이 80퍼센트까지 상승하는 양상을 보였다. 이처럼 신속하게 규명된 유전 정보는 실제 의료 현장에서 환자 처치 경로를 바꾸는 핵심 열쇠가 됐다. 진단을 마친 환자의 53퍼센트에서 치료제 변경, 외과적 수술 시행, 예후 판정 등 치료 방향의 전환이 관찰된다. 연구를 이끈 아흐마드 아부 타이운(Ahmad Abou Tayoun) 박사는 글로벌 유전체 분석 기업 일루미나(Illumina)의 시퀀싱 기술을 활용해 진단 과정을 표준화했다고 설명했다.

의미와 전망

이번 연구는 중동 지역 최초로 도시 전체를 아우르는 규모의 rWGS 시스템을 성공적으로 안착시켰다는 점에서 학술적 가치를 지닌다. 특히 서구권 중심의 유전체 데이터에서 벗어나 중동 및 아시아 환자군 맞춤형 진단 기준을 마련하는 단초를 제공했다. 유전 정보 분석 속도가 향상됨에 따라 중환자실 의료진이 경험적 치료에 의존하는 대신 유전적 진단 결과를 기반으로 정밀 의료를 수행하는 패러다임 변화를 가속할 것이라는 관측이 지배적이다. 다만 이 진단 체계가 실제 의료 현장에 완전히 보급되기까지는 극복할 과제도 존재한다. rWGS 분석에 소요되는 고가의 장비 도입 비용과 분석 전문 인력의 확충 문제는 의료 재정이 취약한 국가들의 도입을 지연시키는 걸림돌로 지목됐다. 대규모 유전 정보를 실시간으로 보관하고 해석할 정보기술(IT) 인프라 구축과 제도 정비 과제가 여전히 남아 있다.