희귀유전병인 부신백질이영양증(ALD, Adrenoleukodystrophy)을 유전자 교정(homology-independent targeted insertion, HITI)으로 치료할 수 있는 가능성이 국내 연구진에 의해 확인돼 주목받고 있다.

세브란스병원 재활의학과 조성래 교수와 한양대학교 화학과 배상수 교수 연구팀은 ALD 환자의 유래 세포와 동물모델에서 유전자가위를 통해 변이 유전자를 교정하는데 성공했다.

일명 ‘로렌조 오일병’으로 알려진 ALD는 5만 명 중 1명 정도 발병하는 희귀 난치 유전병이다. ALD는 지방산 운반을 담당하는 ABCD1의 유전자 변이로 신경계와 부신피질 등에 긴사슬 지방산(very long-chain fatty acid)이 비정상적으로 축적되면서 발병한다.

신경을 감싸고 있는 수초(myelin)를 파괴하는 유전성 희귀난치 질환이다. 뇌-척수신경계에 장애로 마비가 오고 보행이 어려워진다. 청력‧청각 기능장애와 함께 심하면 실명에 이른다.

ALD는 로렌조 오일을 투여하거나 골수 이식을 고려할 수 있지만 아직까지 근본적인 치료법은 없다. 최근에는 유전자 치료에 관심이 높아져 다양한 연구가 진행 중이다.

조성래‧배상수 교수 연구팀은 ALD 환자에서 변이 유전자 교정하기 위해 유전자가위를 이용한 유전자 교정치료를 환자 유래 세포와 동물모델에 처음으로 적용했다.

연구팀은 ALD 환자에서 채취한 세포에 정상 ABCD1 유전자를 표적 부위에 삽입하는 유전자 교정 방법과 아데닌 염기교정(adenine base editing, ABE) 방법을 이용해 유전자 교정에 성공했다.

유전자 교정은 유전자가위로 오류가 있는 DNA의 일부를 정상으로 교체해 질병의 원인이 되는 변이 유전자를 수정하는 방법이다. 아데닌 염기교정은 가이드 RNA를 기반으로 아데닌 염기 하나를 교체하는 정교한 기술이다.

연구팀은 ALD 동물모델에서 아데노-부속 바이러스(adeno-associated virus) 벡터를 이용한 유전자 교정치료를 시도했다. 그 결과, 뇌와 척수‧간‧신장‧부신 등에서 ABCD1 mRNA 발현이 증가했고, 혈중 긴사슬 지방산도 줄어든 것으로 확인됐다.

배상수 교수는 “정상적인 유전자를 타겟 부위에 정교하게 삽입하는 방식의 유전자 교정 치료를 부신백질이영양증 유래 세포와 동물 모델에 적용하는 연구를 최초로 성공한 것”이라고 밝혔다.

조성래 교수는 “이번 연구를 통해 ALD뿐만 아니라 유전자 변이에 따른 다양한 난치성 질환을 치료할 수 있는 유전자 교정의 가능성을 확인했다”고 말했다.

이번 연구는 보건복지부 임상연구인프라조성사업의 지원을 받아 진행됐다. 연구 결과는 유전자 치료 분야의 대표 학술지 <몰레큘러테라피(Molecular Therapy)> 최신호에 실렸다.