3세대 유전자 가위로 인간 배아에서 돌연변이 유전자 교정 6

2017년 8월 2일 네이처지에 발표된 김진수 교수 논문 분석 5...인사이트와 차후 도전과제와 생명윤리법 규제완화

요약: 인간 배아세포를 교정하다. 
기초과학연구원(IBS) 유전체교정연구단장인 김진수 교수(공동 교신저자), 오레건보건과학대(OHSU, Oregon Health & Science University)의 슈크라트 미탈리포프(Shoukhrat Mitalipov) 교수(공동 교신저자) 등, 한·미 과학자들이, (1) 대대로 유전되어 내려와 젊을 때(20-30대) 비대성 심근증(돌연사)을 일으키는, 4개의 염기 쌍이 망가져 결실된(deleted) 돌연변이 유전자인 MYBPC3를 가진 정자와, (2) 이 변이된 유전자를 자르는 3세대 유전자 가위(Cas9+crRNA)를 리보핵산단백질(RNP)로 조립해(표적 이탈을 줄이기 위해), (1)의 정자와 (2)의 RNP를 동시에 모계의 정상적인 난모세포(oocyte)에 마이크로주입(co-microinjection)하면(모자이크 현상을 피하기 위해), 교정을 위해 외부에서 주입된 인조합성(synthetic) 주형 DNA or gene 도움 없이도, 난모세포가 갖고 있는 대립유전자 염기서열을 템플릿(주형)으로 스스로 이용해서, 유전자 가위에 의해 잘린 정자 유래의 변이 유전자를 정상 염기들로 복구해(HDR이 NHEJ보다 우세하게 일어나), 그 이후 분열이 일어나 성장된 배아 58개 중 42개(72.4%)가 정상임을 확인했다. 이 배아들은 착상시키지 않고 폐기함에 따라 유전자가 정상으로 바뀐 아기가 실제로 탄생하지는 않았다. 

이 연구 결과는 2017년 8월 2일자 네이처지 온라인판에 논문을 게재했는데, 인간 배아에서의 병을 일으키는 돌연변이 유전자를 교정하는데, 효율성, 정확성, 안전성을 증빙한 것이다. 이 연구 성공으로 심장병을 포함한 1만가지가 넘는 유전질환의 대물림을 막을 수 있는 길을 열었다는 평가를 받고 있다. 

안타까운 것은 국내에서는 인간 배아 유전자를 교정하는 연구가 불법이기 때문에, 한국의 유전자 가위 기술을 미국에 보내 미국에서 교정 실험이 이루어졌으며, 실험 후의 데이터 분석은 한국에서 이루어졌고 그 결과를 미국에 보내 종합해서 논문을 발표했다는 것이다. 또한 대부분의 외신은 기술과 데이터 분석을 제공한 김진수 교수 팀보다는 슈크라트 미탈리포프 교수 팀의 성과로 보도했다는 점으로, 우리 나라 관점에서 반성하고 앞으로 나아갈 방향에 시사하는 바가 크다. 

이번 연구 내용은 차후 유전자 가위의 응용 및 활용 편에서 자세히 소개할 예정이며 유료보고서로 디자인해 출간할 예정이다. 본 보고서에서는 이번 발표된 ‘3세대 유전자 가위로 병을 일으키는 인간 배아에서의 돌연변이 유전자 교정’이란 논문을 자세히 분석해보고 나름 대로의 인사이트와 앞으로 나가야 할 방향을 제시하고자 한다. 아울러 논문분석이기 때문에 필자의 지식관점에서 오류가 있을 수도 있다는 점을 분명 알려드리는 바이다.

CRISPR Cas9

[글 싣는 순서] 

1장 논문 요약, 연구방법 모색 및 비대성 심근증(HCM)을 일으키는 MYBPC3의 돌연변이를 표적
1절 논문 요약
2절 비대성 심근증(HCM)과 현재 치료 방법, 새로운 방법의 고찰
3절 우리 몸의 자연적인 DNA 복구 메커니즘(NHEJ/HDR)과 모자이크 현상
4절 정상인 난모세포와 4개의 염기 쌍이 빠진 정자의 MYBPC3 돌연변이를 표적
5절 난모세포의 대립유전자를 이용 HDR이 우세하게 복구, 정자와 CRISPR-Cas9을 난모세포에 동시에 주입해 모자이크 현상 최소화

2장 4개의 염기 쌍이 빠진(삭제된, 결실된, ΔGAGT) 이형접합적 MYBPC3를 표적
1절 HCM 성인환자의 피부이용 유도만능줄기세포들( iPSCs)에 대한 테스트
2절 RNPs로 난모세포와 정자의 수정란 배아의 교정과 HDR 효율
3절 모자이크를 제거하는 수정 전 생식세포들을 표적
4절 복구(수선, 교정)된 배아의 발달과 세포 유전학
5절 복구(수선, 교정)된 인간 배아들에서의 비-표적(표적 이탈)의 중요성

3장 논문에 기술된 Discussion

4장 인사이트와 차후 도전과제와 생명윤리법 규제완화
1절 인사이트
2절 차후 도전과제
3절 배아교정연구 규제완화와 우리나라의 도전과제

 


4장 인사이트와 차후 도전과제와 생명윤리법 규제완화
1절 인사이트

1) 진정한 유전자 교정(Editing) 혹은 보정(Correction)의 개념 제시 – 지금까지 1세대~3.5세대 유전자 가위들은 특정 단백질을 지정하는 유전자를 망가트리는 녹아웃(Knock-out) 방식에 집중해왔다. 물론 HDR 연구 결과도 무수히 많이 보고 되었다. 다만 NHEJ를 먼저 입증하고 HDR은 나중에 보고하는 경향이 있다. 돌연변이유발 NHEJ가 더 우세하게 일어나기 때문이다. 유전병 치료의 경우에는 HDR을 해야 하지만 유전병이 아닌 대부분의 질병에 대해서는 NHEJ가 훨씬 많이 사용될 것으로 예상된다. 

그 결과 에이즈(AIDS) 등 많은 병들을 예방할 수 있는 가능성을 보여주었지만, 필자가 항상 이슈의 대상으로 삼아왔던, 특정 병을 일으키는 잘못된 유전자, 즉 돌연변이 유전자를 잘라야 진정한 교정 혹은 보정이라고 주장해 왔는바, 이번 연구 결과는 비대성 심근증(HCM)을 일으키는 11번 염색체의 엑손(Exon) 16에 위치한 MYBPC3ΔGAGT라는 돌연변이 유전자를 절단하여, 난자가 갖고 있는 대립유전자를 스스로 이용하여 자연적인 복구기전인 HDR로 72.4%(42/58)까지 복구(수선)했다는 점에서 진정한 교정(Editing) 혹은 보정(Correction)이라고 말할 수 있으며 개념을 제시했다는 점이다. 

2) 최초의 생존할 수 있는 인간 배아 돌연변이 유전자 교정 – 중국 중산대(Sun Yat-sen University)의 황쥔주(Junjiu Huang) 교수는 2015년에 3세대 CRISPR/Cas9으로 인간 배아에서 혈관질환인 ‘지중해성 빈혈(Thalassemia)’을 일으키는 유전자를 잘라내는 데 성공(Liang & Huang et al., Nature, 18 Apr 2015), ‘네이처’가 뽑은 ‘2015년 과학 인물 1위’에 선정됐다(Nature, 17 Dec 2015). 이들은 실제로 인간으로 성장할 수 있는 배아로 실험하기를 원하지 않았기 때문에(생명윤리 의식), 실험실에서 하나의 난자에 두 개의 정자를 수정시킨 ‘삼핵 접합자(tripronuclear zygotes)’의 독자 생존할 수 없는 배아들(non-viable embryos)을 만들었다. 이 배아들은 초기에는 정상적으로 분열하지만 결국 인간으로 성장하지는 못한다. 절단결과 HDR이 상당히 낮았으며 대부분의 교정된 배아들은 모자이크(mosaic)로 나타났다. 이들은 이 3핵 접합자가 CRISPR 치료법을 실험하기 위한 이상적인 대상이라고 주장해, 윤리 문제에 대한 논란이 뜨겁게 달아올랐다. 

이러한 관점에서 이번 김진수 교수 팀의 연구는 ‘최초의 독자 생존할 수 있는 인간 배아(viable human embryos) 돌연변이 유전자 교정’이라고 단언할 수 있다. 

3) 생식 게놈 무결성의 차별화 메커니즘 제시 – 연구팀은 이번 연구를 통해, 인간의 생식세포들과 접합자들에서의 DSBs가 모계의 정상(WT) 대립유전자를 하나의 복구 주형으로 이용하여 전적으로 복구(수선)되는, 내인성 HDR 기전(기작, 메커니즘)을 사용하여 우선적으로 우세하게 일어나 해결된다는 것을 보여주고 있다. 대조적으로, iPSCs의 HDR 효율은 상당히 낮았으며, 외인성 DNA인 ssODN을 템플릿(주형)으로 이용하여 주로 복구가 일어났다. 이현저한차이는, 인간의 생식세포들과 배아들은 다른 세포들과 다른 독특한 DNA 손상 반응 시스템(different DNA damage response system)을 통해 생식 게놈 무결성(germline genome integrity)을 유지할 수 있다는 가능성에 기인할 수 있다.

4) 동물과 인간 유전자는 염기서열이 다르다 – 지난 수년 동안 생쥐와 원숭이 등 다양한 동물 배아 유전자를 교정한 사례가 학술지에 수도 없이 보고되었으나, 이들 동물과 인간 유전자는 염기서열이 달라 인간 배아에서 유전자 가위의 안전성과 효율성을 확인할 수 없었다. 이번 인간 배아 연구를 통해 새롭게 알게 된 성과들이 많아 네이처지도 수용하고 논문을 게재할 수 있었다는 것이다. 참고로 쥐는 20쌍의 염색체에 약 25억개의 염기 쌍을 가진 반면 사람은 23쌍의 염색체에 약 32억개의 염기 쌍으로 구성되어 있다.

5) 착상 전 유전자검사(PGD)와 함께 병행 – 착상 전 유전자검사(PGD)란 방법이 있는데, 굳이 배아 유전자 교정을 할 필요가 있는지에 대한 의문을 제기할 수도 있다. PGD란 유전자가 돌연변이인가 정상인가를 판별하는 것이다. 이번 논문에서 연구팀이 분명히 밝혔지만, 유전자 가위는 PGD의 대안이 아니라 PGD와 함께 사용돼 착상에 적합한 건강한 배아의 비율을 높일 수 있었다는 것이다. 인공수정이 항상 성공하는 것이 아니기 때문에 착상에 적합한 배아의 숫자를 늘리는 것은 큰 의미가 있다는 것이다.

6) 맞춤식 디자인 베이비를 그린 영화 가타카의 환상이 당분간 깨짐(No ‘designer babies’) – 수정 전인 제2 감수분열 중기 II (metaphase II, MII)에 유전자 가위와 MYBPC3ΔGAGT의 정자를 난모세포에 주입함으로써 난모세포가 갖고 있는 정상 대립유전자로 복구(수선)된 MYBPC3 WT/WT 배아의 수율(생성율)은 72.4 %(42/58)로 유전자 가위가 주입되지 않은 대조군(47.4 %, 9/19)보다 유의하게 높았다. 이는 외부에서 주입된 ssODNs가 존재할지라도 모계의 정상(WT) 상동 염색체를 주형으로 사용하여, 결실된 부계 대립유전자의 DSBs 교정으로 사용한 것을 나타내는 것이다. 이 의미는 무엇일까? 1997년에개봉된 SF 영화 가타카(Gattaca, 1997)의 환상이 깨졌다(No ‘designer babies’)는 것이다. 아직까지는 말이다. 우성 정상 유전자들을 주입하거나 능력향상 유전자를 주입해서 언젠가는 맞춤식 아기가 탄생하겠지만, 이번 논문의 결과는 외부에서 주입한 ssODNs을 주형으로 하여 복구되지 않았다는 것이 중요한 연구결과 중 하나라는 점이다.

7) 돌연변이 유전병의 대물림 예방 가능성 제시 – 이번 연구는 비대성 심근증(HCM)뿐만 아니라 다른 유전질화에 적용될 가능성을 보여줬다. 넘어야 할 산은 많겠지만 궁극적으로 돌연변이 유전자를 교정해 후손에게 유전질환이 대물림 되지 않도록 예방할 수 있는 가능성도 열었다. 수정란 S-단계 접합자 주입 그룹과 수정 전 M-단계 난모세포 주입 그룹의 WT/WT 유전자형 배아들에서의 HDR-기반 복구 증가율은 각각 16.7 %(9/54) 및 22.4 %(13/58)였다. 이것은무엇을말하는가하면, 유전자 가위를 주입하지 않은 대조군에서의 정상 아이가 나올 확률이 대략 47.4%인데, S-단계에 주입하면 16.7%가 늘어나 66.7%, M-단계에 주입하면 22.4%가 늘어나 72.4%로 높아지므로(반대로 비대성 심근증에 걸릴 확률을 27.6%로 낮춤), 이처럼 배아연구를 통해 1만가지가 넘는 유전질환의 대물림을 막자는 것을 제안하는 것이다. 

8) HDR효율 증가와 모자이크 제거를 위한 시간-공간의 초기 세포주기의 중요성 제시 – 연구팀은 3가지 테스트를 했다. iPSCs-수정란(S-단계)-수정 전(M-단계)에 주입한 결과, iPSCs에서는 주로 ssODN-1을 이용한 반면(41.2%, 7/17), S- 혹은 M-단계 주입은 HDR로 복구되어(각각, 66.7%=36/54와 72.4%=42/58) 현저히 다른 결과를 보였다는 것이다. 특히 M-단계 주입은 모자이크 배아들이 검출되지 않았다. 이것은무엇을의미하는가하면인간배아세포에서는유전자가위가 iPSCs 세포와는 차별화된 다른 기전(기작)으로 작동하고 있다는 것을 의미하는 것이다. 이는 인간 배아에서는 HDR이 모계의 정상 대립유전자에 의해 유도된다는 것을 제시하는 것이다. 

여기서 자연적은 복구 메커니즘의 natural selection)의 원리를 알 수 있는 대목이다. 또한 S-단계보다 M-단계가 HDR 효율이 높았는데, 이것은 초기에 병을 진단하는 것이 유리한 것과 같이 배아 초기 단계에 교정하는 것이 바람직하다는 초기세포주기의중요성을제시하는것이다. 아마도 이러한 연구결과는 생식세포(germline) 내의 게놈 충실도(genome fidelity를 엄격하게 통제하기 위환 진화론적인 요구들(evolutionary requirements)을 반영한 것으로 보인다. 또한 이것은 인간-동물-어류-식물에서도 다 다른 차별화된 세포주기가 있다는 것을 암시하는 것이다.

9) 비-표적(표적 이탈) 효과를 줄이기 위해 RNP 사용 차별화 – 이번 연구에서는 플라스미드 대신에 정제된 재조합 Cas9 단백질을 사용하여, 효소노출시간을줄이면서특이성을높여비-표적 효과를 감소시켰다. 이것도 김진수 교수 팀이 개발한 리보핵산단백질(RNP, ribonucleoproteins)이다. RNP단백질은 DNA보다 빨리 분해되기 때문에 DNA를 자를 충분한 시간적 여유가 없어, 표적 사이트 이외의 비-표적 사이트를 자를 시간이 없으므로, 비-표적(표적 이탈) 효과를 줄일 수 있었다. 

결론적으로 이번 연구결과에서 인간배아의 유전자 교정 성공이 시사하는 바가 크다. CRISPR-Cas9 기술의 정확도와 안전성을 향상시키며 근본에 도전하는 기술의 혁신성을 보여줬음을 물론이고, 심장질환뿐만 아니라 다른 유전질환에 적용될 가능성도 제시했다. 넘어야 할 산은 많겠지만 궁극적으로 돌연변이 유전자를 교정해 후손에게 유전질환이 대물림 되지 않도록 예방할 수 있는 가능성도 열었다. 더 중요한 것은 기존의 동물실험과 iPSCs 실험에서와는 달리 인간 배아에서 유전자 교정 복구 시스템이 다르다는 사실을 관찰하고 데모하면서 맞춤형 아기 생산의 우려도 완화시켰다는 것이다(당분간 이겠지만…).

2절 차후 도전과제

1) HDR이 왜 우세하게 일어나는지를 밝혀야 – 현재까지 게놈 교정에 의해 유도된 DSBs는 오류가 발생하기 쉬운(error-prone) NHEJ를 통해 주로 해결되어 왔으며, 이러한 NHEJ 복구 방법은 주로 세포들과 유기체들에서 유전자 녹아웃(knockouts or Knock-outs)을 생성하는 데 주로 사용되어 왔다. 반면 대조적으로, HDR은실질적으로낮은효율로일어나지만, 특히 인간 생식세포 유전자 치료가 전망되고 계획되는 경우에는 유전자 보정(gene correction)에 반드시 필요하다. 

그러나 이번 연구결과에서 수정란 S-단계 주입한 그룹에서는 모자이크(WT/Mos) 배아(24%)와 WT/Mut가 나타난(9.3%) 반면, 수정 전 M-단계 주입에서는 이들이 나타나지 않았다. 결과적으로 수정 전 주입에서는 HDR이 72.4%로 NHEJ 보다 우세하게 나타났는데, 왜 우세하게 나타났는지, NHEJ도 같이 나타났는지, HDR이 왜 100% 안 나타났는지, 그 구체적인 메커니즘을 밝혀야 한다. 

2) 더욱 최적화된(95% 이상) HDR 혹은 @가 필요 – 주목할만한 표적 효율과 높은 HDR 빈도에도 불구하고, 일부 CRISPR-Cas9-처리(주입)된 인간 배아들은 NHEJ에 의해 유도된 인델(indels)을 보여주고 있으므로 in vitro에의 전이(이식, transfer)에 적합하지 않다는 것이다. 따라서, 게놈 교정 접근법은 생식세포 보정의 임상 적용을 고려하기에 앞서 더욱 최적화 되어야만 한다. 아예 돌연변이를 95% 이상 아니 100%로 복구할 HDR 혹은 그 무언가 @가 필요하다. 

3) 동형접합적 돌연변이 교정에 도전 – 강조되어야 할 다른 이슈로는 인간의 이형접합적 돌연변이들에 대한 유전자 보정 접근법의 적용 가능성이다. 그러나 양쪽의 대립유전자가 돌연변이이고, 그래서 정상(WT) 대립유전자-기반 HDR 메커니즘이 사용될 수 없을 때, 인간 배아에서 동형접합적 돌연변이들을 수선하는 것은 현재까지 어려우므로 이것이 하나의 커다란 도전 과제이다. 

4) 난자의 돌연변이 교정 – 이번 연구는 돌연변이가 생긴 정자의 유전자를 잘라 교정한 것인데, 반대로 난자의 돌연변이를 교정할 경우, 어떤지? 다른 돌연변이 유전자들은 어떤지? 추가 연구가 필요하다.

5) 다른 유전자 돌연변이 검증 필요 – 이번에 사용된 M-단계 주입방식으로 다른 유전자 돌연변이에도 모자이크 현상 제거와 표적이탈 감소라는 같은 결과가 나오는지 추가 검증이 필요하다. 또한 똑같은 유전자의 다른 사이트를 교정할 때에도 같은 결과가 나오는지 다른 결과가 나오는지? 추가 연구가 필요하다.

6) 4개 이상의 염기 돌연변이들과 단일 염기변이 검증 필요 – 이번 연구에서 교정한 돌연변이 MYBPC3 유전자는 고작 4개의 염기 쌍이 빠진(ΔGAGT) 인델(indels) 변이여서, 단일염기변이(SNP)보다 유전자 가위로 구별해 자르기 쉬웠는데, 현재의 3세대 유전자 가위가 4개 이상의 모든 변이들에서 똑같이 적용이 되는지? 단일염기변이도 교정할 수 있는지? 추가 연구가 필요하고, 아울러 차세대 유전자 가위인 염기교정(Base Editor)을 이용한 연구가 필요하다. 

3절 배아교정연구 규제완화와 우리나라의 도전과제(※ 향후 생명윤리에 대해서는 별도의 보고서로 상세히 출간할 예정이다. 이번 인간 배아 연구에서는 본 논문과 관련된 이슈와 보도 내용들을 요약하여 간추린 것이다.) 
1) 한국의 생명윤리법 규제의 여파 – 안타까운 것은 국내에서는 인간 배아 유전자를 교정하는 연구가 불법이기 때문에, 한국의 유전자 가위 기술을 미국에 보내 미국에서 교정 실험이 이루어졌으며, 실험 후의 데이터 분석(절단-게놈 시퀀싱 등)은 한국에서 이루어졌고 그 결과를 미국에 보내 종합해서 논문을 발표했다는 것이다. 또한 대부분의 외신은 기술과 데이터 분석을 제공한 김진수 교수 팀보다는 슈크라트 미탈리포프 교수 팀의 성과로 보도했다는 점으로, 우리 나라 관점에서 반성하고 앞으로 나아갈 방향에 시사하는 바가 크다. 따라서 미국과 영국과 같이 과학적 연구목적의 배아 유전자교정을 허용해야 한다.

2) 편법에 대한 논란 – 국내 생명윤리법은 인간 배아 연구를 포괄적으로 금지하고 있어, 김진수 교수 팀이 이를 피하기 위해 유전자 가위를 미국 연구진에 제공하고 배아 실험 후 DNA를 들여와 분석한 것이 편법이란 지적도 있을 수 있다. 하지만 김진수 교수 팀은 이에 대해 “변호사에게 자문을 한 결과 법적으로 문제 될 게 없다는 답변을 받았다”고 말했다(서울신문, 8 Aug 2017).

3) NAS보고서, 배아 교정 연구는 허용, 임상적용은 신중 – 2017년 2월 14일, 미 과학·공학·의학 아카데미(US National Academies of Science, Engineering, and Medicine, NAS or NASEM)가 발표한 영향력 있는 보고서(Report)에서는 "과학자들에게 연구 목적의 인간배아 유전자 교정을 허용해야 한다"는 결론을 내렸다(Sara Reardon, Nature 14 Feb 2017). 또한 동(同) 보고서에서는 "심각한 질병을 치료하는 게 목적이거나 다른 대안이 없을 경우, 궁극적으로 착상용 배아교정 기술 사용이 용납될 수 있다"고 밝혔다. 결국 배아 교정 연구는 허용하되 임상적용은 극히 신중해야 한다는 입장을 밝혔다.

4) 유전학 관련 국제학회 11개 성명서 발표 – 배아 교정 연구는 허용, 임상적용은 신중 – 2015년 말 미국 국립과학원과 영국 왕립과학원, 중국 과학원은 인간 배아 연구는 허용하되 임상에 적용하는 것은 시기상조라는 성명서를 발표했다. 

이번 김진수 교수 팀의 논문 발표 후 하루 만인 2017년 8월 3일에, 미국인간유전학회(ASHG: American Society of Human Genetics)를 중심으로 유전학 관련 국제학회 10개가, 인간생식게놈교정(Human Germline Genome Editing)에 관하여 2017년 3월에 워크그룹에서 개발한 입장 성명(Position Statement)을 미유전학회지(AJHG, The American Journal of Human Genetics)에 발표했다(Ormond et al., AJHG, 3 Aug 2017). 이들은 공동성명을 통해 각국 정부가 인간 배아 교정 연구를 금지해서는 안 되고 연구비 지원도 필요하다고 밝혔다. 다음은 공동성명 내용이다.

(1) 현재로서는 과학적, 윤리적, 정책적 질문들에 대답을 못하는 연구의 숫자와 본질을 감안할 때, 인간 임신에서 절정에 달하게 될 생식 유전자 교정을 수행하는 것은 적절하지 않다(At this time, given the nature and number of unanswered scientific, ethical, and policy questions, it is inappropriate to perform germline gene editing that culminates in human pregnancy).

(2) 현재, 유전자 교정의 가능한 미래 임상적용에 대한 연구를 용이하게 하기 위해, 기증자로부터 적절한 감독 및 동의 하에서는, 인간 배아 및 배우자에 대한 생체 외(in vitro)에서의 생식 게놈 교정을 금지할 하등의 이유가 없다. 이런 연구를 지원하기 위해 공공 기금을 사용할 수 없도록 금지해서도 안 된다(Currently, there is no reason to prohibit in vitro germline genome editing on human embryos and gametes, with appropriate oversight and consent from donors, to facilitate research on the possible future clinical applications of gene editing. There should be no prohibition on making public funds available to support this research). 

(3) 인간 생식 게놈 교정의 향후 임상적용은 최소한 다음이 충족되지 않는 한 추진되어서는 안 된다. (a) 강력한 의학적 근거가 있어야 한다, (b) 임상 사용을 뒷받침하는 증거 베이스가 있어야 한다. (c) 윤리적 타당성 및 (d) 이해 관계자들의 의견을 청취하고 통합하는 투명한 공개 프로세스가 있어야 한다
(Future clinical application of human germline genome editing should not proceed unless, at a minimum, there is (a) a compelling medical rationale, (b) an evidence base that supports its clinical use, (c) an ethical justification, and (d) a transparent public process to solicit and incorporate stakeholder input.

5) 한국의 생명윤리법 개정 필요 – 우리 사회도 위와 같은 국제적 논의에 부합하도록 관련 법과 제도를 정비할 필요가 있다. 현재 기초연구를 목적으로 인간배아 교정연구를 허용한 미국, 영국 등과는 달리 국내는 배아세포나 생식세포의 유전자 교정을 극히 제한하고 있다. 대통령령이 정하는 희귀 난치질환 치료 등 일부에 한해 인공수정 후 남은 잔여배아를 이용한 연구만 허용된다. 미국에서는 인간배아와 관련된 연구에 연방자금 지원을 허용하지 않지만, 사적(私的) 기부자에게서 연구비를 지원받을 경우 불법은 아니다. 미국은 기관윤리심사위원회(IRB, Institutional review board)의 승인허가를 받아야 하긴 하지만 민간자본을 통해 배아 교정연구가 가능하다. 한국의 생명윤리법 개정이 필요하다. 한국의 생명윤리법은 다음과 같은데 전문가들은 제6장 47조의 ①항과 ②항은 없애고 ③항만 남겨두어야 한다는 것이다. 


생명윤리 및 안전에 관한 법률(약칭: 생명윤리법) [시행 2017.7.26.][법률 제14839호, 2017.7.26] 

제6장 유전자치료 및 검사 등 
제47조(유전자치료)
① 인체 내에서 유전적 변이를 일으키는 일련의 행위에 해당하는 유전자 치료에 관한 연구는 다음 각 호의 모두에 해당하는 경우에만 할 수 있다. <개정 2015.12.29>
1. 유전질환, 암, 후천성면역결핍증, 그 밖에 생명을 위협하거나 심각한 장애를 불러일으키는 질병의 치료를 위한 연구
2. 현재 이용 가능한 치료법이 없거나 유전자치료의 효과가 다른 치료법과 비교하여 현저히 우수할 것으로 예측되는 치료를 위한 연구
② 유전물질 또는 유전물질이 도입된 세포를 인체로 전달하는 일련의 행위에 해당하는 유전자치료에 관한 연구는 제1항제1호 또는 제2호 중 어느 하나에 해당하는 경우에만 할 수 있다. <신설 2015.12.29.>
③ 유전자치료는 배아, 난자, 정자 및 태아에 대하여 시행하여서는 아니 된다. <개정 2015.12.29>


김진수 교수는 이에 대해 “VEGF라는 유전자가 실명을 유발하는데 이는 혈관 내피세포 성장에 관여하는 인자”라며 “이미 ‘루센티스’라는 VEGF 억제제가 있는 상황이어서 현재 이용 가능한 치료법이 없는 경우만 유전자 치료 연구를 허용하고 있는 국내 생명윤리법에 저촉된다”고 말했다. 

다만 그는 “VEGF 억제제는 효과가 좋지만 지속성이 낮아 환자를 근본적으로 치료하지는 못한다”며 “환자에게 어떻게든 도움을 주는 방법을 찾는 게 연구자의 책임감이라고 봤을 때 유전자 교정 연구가 가로막혀서는 안될 것”이라고 말했다. 김연수 충남대 교수는 “현재 유전자 치료 대상 질환을 제한하는 곳은 전세계에서 거의 없다”며 “얼마 전 국무총리실에서 규제 관련한 의견을 내달라고 해서 1, 2항을 없애고 3항만 남겨두자는 의견을 냈는데 이는 충분히 안전성과 신뢰도를 판단할 수 있는 과학적 근거가 쌓여있기 때문”이라고 말했다 (비즈조선, 04 Aug 2017).

6) iPSCs로 돈을 버는 일본처럼 한국도 배아 돌연변이 교정으로 돈을 벌자 – 진시황이 그토록 그리던 불로장생(不老長生)의 비밀이 발견되기 시작했다. 지난 2003년에는 영국 에든버러 대학 오스틴 스미스(Austin Smith) 교수와 일본 나라 과학기술연구소 야마나카 신야(Shinya Yamanaka) 박사가 켈트족 전설의 ‘불사(不死)의 땅’을 의미하는 ‘나노그(Nanog)’라는 마스터 유전자(Master Gene)를 발견하여(01851), 줄기 세포로 심장-간-피부 등의 조직과 장기를 만들어 불치병 해결에 획기적인 실마리를 제공함으로써 유전학자들이 오랜 시간 동안 찾아 헤매던 ‘생물학의 성배(聖杯)’를 발견했었다(Chambers and Smith et al. & Mitsui & Yamanaka et al., Cell, 30 may 2003). 

그 이후 야마나카 신야박사는 이 마스터유전자를 인간 피부세포에 주입하여 재프로그래밍(reprogramming)을 통해 2007년에 유도만능줄기세포(iPSCs, induced pluripotent stem cells)를 만들었다(Takahashi & Yamanaka et al., Cell, 30 Nov 2007). 그는 이 공로로 2012년 노벨생리의학상을 수상했다. 

그 이후 일본정부는 iPSCs에 대한 생명윤리법을 완화하고 집중 투자하여 지금은 전 세계의 사람들이 일본으로 몰려가 수천 만원 이상을 주면서 본인의 줄기세포로 질병 임상치료에 나서고 있다.

이참에 우리나라도 배아교정연구에 대한 규제를 완화해, 김수진 교수 팀의 이번 연구논문결과를 바탕으로 세계의 사람들이 우리 나라에 오도록 하면 어떨까? 기술/IP 지원 전문가, 사업전개전략 전문가, 글로벌마케팅 전문가, 임상 전문가, 기타 이해관계자들이 똘똘 뭉치고, 여기에 국가가 지원한다면 이게 우리 나라가 돈을 벌게 만드는 제4차 산업혁명을 이끄는 원동력이 아닐까? 우선생명윤리법규제를완화해서 ▲ 암, 에이즈, 노인성황반변성증 등 성인대상 치료를 먼저 추진하고, 나중에 ▲ 배아연구 교정으로 대물림의 유전병을 치료하면…

 

크기변환_사본-10632695_637493523030856_2757249799481243589_n차원용 소장/교수/MBA/공학박사/미래학자

아스팩미래기술경영연구소(주) 대표, (전)국가과학기술심의회 ICT융합전문위원회 전문위원, 국토교통부 자율주행차 융복합미래포럼 비즈니스분과 위원, 전자정부 민관협력포럼 위원, 국제미래학회 과학기술위원장