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 폐암 제친 1위 유방암. 당장 이것부터 덜먹기

여성의 유방암이 지난 20년 동안 전 세계 환자수 발생 1위를 지켜온 폐암을 제쳤다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 지난해 새롭게 암을 진단받은 환자 수는 전 세계 1930만 명으로, 이중 유방암 환자는 11.7%를 차지하며 폐암(11.4%)보다 높게 나타났다. 즉 유방암을 진단받은 여성이 폐암을 진단받은 남녀보다 많았다는 것이다.

국내 또한 평균 증가율은 상승세이다. 건강심사평가원 통계에서 지난 2019년 유방암 환자는 22만14명으로, 2015년 15만6533명에서 41% 증가했다.

유방암을 막으려면 평소 식생활에서 주의해야 할 음식들이 있다. 설탕이 든 탄산음료나 와인 등의 주류, 그리고 비만을 일으키는 고지방 식단이다.

악명이 높은 탄산음료가 유방암 환자의 사망률까지 높인다는 연구가 최근 나왔다. 미국암연구학회(AACR)발간의 국제학술지 ‘암 역학 및 예방’(CEBP)에 실린 미국 뉴욕 주립대학 버팔로 캠퍼스 연구팀의 논문이다. 연구팀은 유방암 진단을 받은 여성 927명( 35~79세의 의 식생활을 19년 간 추적조사했다. 그 결과, 1주일에 5회 이상 당분이 첨가된 탄산음료를 마신 여성은 해당 음료를 거의 마시지 않는 여성보다 모든 원인에 의한 사망률이 62% 증가했으며, 특히 유방암에 의한 사망률은 85% 상승했다. 다이어트용 탄산음료 또한 이러한 연관성과 다르지 않았다. 설탕이 든 탄산음료는 혈중 포도당 농도를 높여 인슐린의 기능이 저하돼 유방암 위험으로 이어질 수 있다고 연구진은 지적했다. 연구를 이끈 나디아 코이라티(Nadia Koyfatty)박사는 “설탕 함유의 탄산음료는 영양학적으로 그 어떤 유익한 점이 없을 뿐 아니라 특히 유방암 환자는 피해야 할 음료”라고 말했다.

　　

술을 많이 먹는 여성 역시 유방암에 걸릴 확률이 높아진다. 미국암학회에 따르면 주류는 여성 호르몬인 에스트로겐에 영향을 미쳐 유방암 발병 위험을 높인다. 특히 여성은 남성보다 혈중 알코올 분해 속도가 느려 알코올에 더욱 취약하다. 한국유방암학회에 따르면 알코올을 하루에 10g(알코올 40% 위스키 25㎖, 25% 소주 40㎖, 12% 포도주 85㎖, 맥주 250㎖) 이상 섭취하면, 유방암 발생위험이 7~10% 정도로 높아진다.

포화 지방 섭취량이 많을 경우에도 유방암에 걸릴 확률이 상승할 수 있다. 의학전문가들은 서구 여성의 유방암 발병률이 아시아인보다 높은 것도 포화지방이 많은 고지방·고열량 식단이 영향을 미쳤다고 본다. 포화지방을 많이 섭취하는 여성은 그렇지 않은 대조군에 비해 유방암에 걸릴 확률이 28%가량 높았다는 이탈리아 국립암연구소의 연구도 있다. 미국암학회는 고지방·고열량 식단 자체를 유방암 위험인자로 여긴다.

gorgeous@heraldcorp.com

코로나19 백신 혈전(VIPIT)’ 진단‧치료 지침 제시 방역당국 안내…의심사례서 D-dimer 상승‧혈액도말‧피브리노겐 감소 시 추정
추정‧확정 진단 시 헤파린‧혈소판 금기 및 1차 항응고제 사용 

 최근 코로나19 백신 혈전 부작용에 대한 관심이 집중되는 가운데, 이에 대한 진단‧치료에 대한 가이드라인이 제시됐다.

가이드라인은 접종 증상이 발생했을 때 의료진이 ‘백신 유도 혈전호발성 면역 혈소판 감소증(VIPIT)’을 의심하고 가이드라인에 따라 추정-확정 진단을 거쳐 치료할 수 있도록 안내하고 있다. 

질병관리청은 최근 의료인을 위해 ‘코로나19 예방접종 후 발생한 혈소판 감소증 동반 혈전증 관련 안내서’를 발간하고 이같이 밝혔다.

유럽의약품청(EMA)이 유럽연합 약물안전시스템에 신고된 혈전 86건(3월 22일 기준)을 분석한 결과, 혈소판 감소증이 동반된 혈전이 특징적이었고 주로 뇌혈관, 복부 및 동맥에서 발생해 출혈을 동반했다.

이는 병태생리가 헤파린을 유도 혈소판 감소증(HIT)과 유사하나 헤파린 노출과 무관하게 발생하는데, EMA는 백신 접종으로 유발된 항체가 혈소판을 활성화 시키고 혈소판 수를 감소시켜 혈전을 유발하는 해당 질환을 ‘백신 유도 혈전호발성 면역 혈소판 감소증(Vaccine Induced Prothrombotic Immune Thrombocytopenia, VIPIT)’으로 명명했다.

VIPIT 발생률은 12만 5000명 중 1명(0.0008%)에서 100만명 중 1명(0.0001%) 사이인 것으로 추정되고 있다.

VIPIT 환자에서 혈전은 뇌정맥동, 북부내장정맥 또는 동맥에서 나타나며 코로나19 백신접종 후 4~28일 기간 사이 △지속적이고 심한 두통, 국소 신경학적 증상‧발작‧흐릿한 시야‧복시 △호흡곤란 또는 흉통 △복통 △사지 부종‧발적‧창백 또는 차가움 등이 나타날 경우 의심이 필요하다.

이때 전혈구계산검사(CBC)에서 혈소판 수가 150 x 10⁹/L 미만인 경우 추정진단을 위해 추가검사를 시행해 의심사례를 확인한다.

의심사례에서는 D-dimer 상승과 정상 소견의 혈액도말(혈소판 감소는 제외), 피브리노겐 감소가 모두 나타난 경우 확정 진단을 위해 추가검사를 시행한다(VIPIT 추정사례).

추정사례에서 헤파린 유발 혈소판 감소증(heparin-induced thrombocytopenia, HIT) 검사결과 양성 소견을 보이는 경우 확정사례로 판단한다.

HIV 검사는 2단계로 수행되는데, 혈소판 인자 4(Platelet Factor 4, PF 4)와 헤파린의 복합체에 대한 항체 식별과, 식별된 항체의 혈소판 활성 능력을 기능검사를 통해 확인할 수 있다.

VIPIT 추정 및 확인 진단된 환자에게는 HIT와 유사하게 치료를 수행해야 하는데, 이 때 VIPIT가 배제될 때까지 헤파린 사용과 혈소판 수혈을 모두 금기해야 한다.

HIT에서 사용하기에 안전하고, VIPIT에서 역시 안전하다고 간주하는 항응고제에는 직접 트롬빈 억제제와 항 Xa 억제제가 있다.

혈액분야 전문의(hematologist)의 조언을 기다리는 동안 합병증 없는 심부정맥 혈전증(DVT)에서 사용하는 용량과 동일 용량의 직접 경구용 항 Xa 억제제(리바록사반, 아픽사반, 에독사반 등)를 사용할 수 있다.

심각한 신장 장애(renal impairment)가 있는 경우에는 반드시 혈액학 전문의에게 자문 후 HIT에서 사용하기 안전한 비경구 항응고제를 사용해야 한다.

VIPIT가 확인되고 중증 또는 생명을 위협하는 혈전(뇌정맥혈전증, 복강 정맥 혈전 등)이 있는 경우, 정맥 내 면역 글로불린(IVIG)으로 혈전생성반응(prothrombotic response)을 줄이는 것이 중요하다. 이때 혈액분야 전문의의 지도 하에 고용량 IVIG(2일 동안 매일 1g/체중1kg당) 투여가 적절하다.

의료기관에서는 코로나 예방접종 후 VIPIT를 의심할 증상이 있고, 혈소판 감소증 및 혈전증이 발생한 환자를 진단‧검안한 의료인(의사‧치과의사‧한의사)은 소속의료기관장을 통해 보건소장에게 신고해야 한다. 만약 소속의료기관이 없으면 이상 반응자 소재지 관할 보건소장에게 직접 신고하면 된다.

헬리코박터균 위 감염지속 메커니즘 밝혀져 RNA 일종의 생산 감소로 병원성인자 등 발현 증가

日 연구팀, 균 제거않고 병원성 억제 가능성 제시

 위암의 원인 중 대부분을 차지하는 헬리코박터 파이로리균이 위 속에서 감염을 지속하는 메커니즘이 밝혀졌다.

일본 오사카대를 비롯한 연구팀은 RNA 일종의 생산이 감소함에 따라 발암인자 등 발현이 증가하는 것으로 확인하고, 진단과 예방, 치료법 개발 등에 활용할 수 있는 연구성과로 주목하고 있다고 발표했다. 연구논문은 영국 과학저널 '네이처 커뮤니케이션즈'에 최근 게재됐다.

헬리코박터균은 유소아기에 위 속에서 감염되고 몇 십년이 지난 후 병원성 단백질 'CagA'의 작용으로 위축성위염, 위궤양, 위암 등 소화기질환을 유발한다. 하지만 몸으로부터 금방 배제되는 많은 병원세균과 달리 위에 오랫동안 지속 감염되고 발암인자를 조절하는 메커니즘에 관해서는 밝혀지지 않았다.

연구팀은 헬리코박터균에 감염시킨 쥐의 위로부터 채취한 균의 게놈 등을 해석했다. 그 결과 헬리코박터균이 위에 감염되면 RNA의 일종인 'HPnc4160'을 만드는 조정역할을 하는 게놈배열 'T리피트'가 유전자변이에 의해 길어지는 것으로 밝혀졌다. 그 영향으로 HPnc4160이 줄고 CagA 등 병원성인자가 늘어 헬리코박터균이 위에 지속적으로 감염되는 상태가 됐다. 위암환자의 헬리코박터균도 마찬가지였다. T리피트에 균주에 의한 길고 짧은 변화가 생김에 따라 감염 지속이 유리해진 것으로 보인다.

HPnc4160이란 단백질의 설계도에 해당하는 '메신저RNA'와 결합해 유전정보 단백질의 번역을 돕는 '스몰RNA' 일종으로, 그 자체는 번역되지 않는다.

헬리코박터균에서는 외측에 있는 막 단백질이 위 점막의 정착에 관여하고 있다. 일련의 연구로부터 HPnc4160이 이 단백질이나 CagA 발현을 조절하는 것으로 밝혀졌다.

연구팀은 "헬리코박터균의 감염이 지속되는 기본적인 메커니즘이 밝혀졌다. 또한 헬리코박터균을 제거하지 않고 병원성을 억제할 수 있는 새로운 치료 가능성이 제시됨에 따라 앞으로는 T리피트의 길이나 스몰RNA의 발현을 조사해 치료 우선도를 판단할 수 있다면 의료비를 줄이는 데 도움이 될 것"이라고 강조했다.

암젠 FGFR2b 표적 항체 FDA 혁신치료제 지정

EGFR 또는 ALK 유전자 변이가 없는 전이성 비소세포폐암에 단독과 병용으로 허가
임상연구 결과 및 사용 조건 미세한 차이‥각 치료제별 장점 나눠져

비슷한 듯 다른 두 면역항암제가 비소세포폐암 1차 치료 영역에서 만났다. MSD의 '키트루다(펨브롤리주맙)'와 로슈의 '티쎈트릭(아테졸리주맙)'의 경쟁이다.

두 면역항암제는 모두 EGFR 또는 ALK 유전자 변이가 없는 전이성 비소세포폐암 1차 치료로 영역을 넓혔다.

둘 중 먼저 출발선을 벗어난 치료제는 키트루다다.

키트루다는 국내에서 ▲EGFR 또는 ALK 변이가 없는 전이성 비편평 비소세포폐암 환자 1차 치료로 페메트렉시드 및 백금 화학요법과의 병용요법 ▲전이성 편평 비소세포폐암 환자 1차 치료로 카보플라틴 및 파클리탁셀(혹은 알부민 결합 파클리탁셀)과의 병용요법에 허가 받았다.

결과적으로 1차 병용요법으로 편평/비편평 모두에서 허가를 받은 셈이다. 이는 KEYNOTE-189, 407 임상을 바탕으로 이뤄졌으며, 'PD-L1 발현과 관계없이' 사용 가능하다.

이어 키트루다는 EGFR 또는 ALK 변이가 없는 진행성 비소세포폐암 환자에서 단독요법으로도 허가됐다. 이는 PD-L1 발현율 50% 이상이 조건이다. 허가 기반이 된 임상은 KEYNOTE-024이다.

여기에 티쎈트릭도 2019년에 PD-L1과 관계없이 전이성 비편평 비소세포폐암 환자의 1차 치료로서 베바시주맙, 파클리탁셀, 카보플라틴과의 병용요법에 허가됐다. 만약 EGFR 또는 ALK 유전자 변이가 있는 환자는 이 약을 투여하기 전에 표적치료제로 치료를 해야 한다.

2020년에는 EGFR 또는 ALK 유전자 변이가 없는 전이성 비편평 비소세포폐암 환자의 1차 치료로서 알부민 결합 파클리탁셀, 카보플라틴과의 병용요법에 허가됐다.  

그리고 올해 4월 티쎈트릭은 비소세포폐암 1차 단독요법 적응증을 얻게 됐다. PD-L1 발현율이 종양세포(TC)의 50% 이상이거나, 종양침윤면역세포(IC)의 10% 이상인 환자가 대상이다.

1차 단독만으로 봤을 때, 키트루다는 KEYNOTE-024에서 OS 중간값이 항암화학요법(13.4개월) 대비 단독으로만 26.3개월로 나타났다. IMpower110 임상에서 티쎈트릭의 OS 중간값은 항암화학요법(14.7개월) 대비 20.2개월로 나타났다.

그러나 적응증이 확대됐어도 치료제는 '급여'가 중요하다. 키트루다는 현재 비소세포폐암 2차에만 급여가 되고 있다.

한국MSD는 지속적으로 키트루다의 1차 급여를 확대하기 위해 노력했으나, 결과는 좋지 못했다.

반면 티쎈트릭은 국내에서 방광암 2차, 비소세포폐암 2차, 소세포폐암 1차 병용요법에 급여가 돼 있다.

티쎈트릭이 타 면역항암제보다 급여 속도가 빠른 것은 약가를 월등히 낮게 조정해 접근한 덕으로 보여진다. 실제로 티쎈트릭의 급여 상한액은 약 230만원으로, 급여 적용 환자의 1회 본인 부담금은 타 면역항암제보다 저렴한 편이다.

만약 티쎈트릭이 비소세포폐암 1차 영역으로 급여 확대가 된다면, 시장 상황은 달라질 수 있다.

그렇지만 MSD는 키트루다가 가장 먼저 비소세포폐암 1차 분야에 진출한 만큼 데이터에 대한 자부심을 보이고 있다.

키트루다는 현재 면역항암제 중 NCCN 가이드라인에서 단독/병용 모두를 가장 높은 단계로 권고되는 유일한 치료제다.

또한 단독(KEYNOTE-024)/병용(KEYNOTE-189) 모두 면역항암제 중 유일하게 장기 데이터를 갖고 있다.

지난해 유럽종양학회 연례학술회의(ESMO Congress 2020)에서는 PD-L1 발현율 50% 이상인 비소세포폐암 환자의 5년 생존 데이터가 공개됐다. 이는 비소세포폐암의 1차 치료에서 백금 기반 항암화학요법과 키트루다 단독요법을 비교한 3상 KEYNOTE-024의 연장 연구다.
 
키트루다에 반응한 환자의 5년 생존율은 31%로, 항암화학요법을 받은 환자군의 16%에 비해 큰 차이를 보였다. 반응지속기간 중앙값도 29.1개월로, 화학요법의 6.3개월보다 5배 이상 길었다.
 
키트루다와 함께 2년간의 치료를 실제로 마친 환자의 비율을 살펴보면, 이들 환자의 80%가 5년간 생존해 있었고, 그 중 절반 정도는 후속 치료를 요구하지 않았다.

전문가들은 키트루다가 보여준 5년 데이터 등의 의학적 근거는 4기 비소세포폐암 환자의 장기 생존 가능성, 즉 '완치'까지 바라볼 수 있다고 평가했다.

‘백혈병 항암제에 효과 없는’ 환자 유전자로 가려낸다

KAIST·서울대병원 "맞춤형 암 치료로 비용과 시간 줄일 것"

국내 연구진이 백혈병 치료에 사용되는 항암제의 치료 효과를 결정 짓는 유전자를 찾아냈다.

한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 김유식 교수와 서울대병원 혈액암센터 홍준식 교수 공동 연구팀은 백혈병 항암 화학 치료제 ‘데시타빈’의 작용 기전을 규명했다고 7일 밝혔다.

데시타빈은 급성골수성백혈병(AML)과 골수이형성증후군(MDS) 치료에 사용되는 항암제이다. 인체 내 디옥시리보핵산(DNA)에 존재하는 ‘메틸기'(-CH₃)를 제거함으로써 암세포를 사멸시키는 면역 반응을 일으킨다.

암세포에서는 정상 세포보다 많은 DNA 메틸화(DNA에 메틸기가 붙어 발생하는 후성학적인 변화)가 일어나는데, 메틸화 수위가 높아질수록 전사(transcription, DNA의 복사본인 RNA를 합성하는 과정)를 억제하는 경향도 커지게 된다.

암세포에 데시타빈을 처리하면 탈메틸화로 인해 전사 과정이 활성화되면서 수많은 리보핵산(RNA)이 생겨난다.

이 가운데 ‘이중나선 RNA'(dsRNA)가 암세포를 제거하는 역할을 한다.

원래 dsRNA는 바이러스에 감염된 세포에서 생산되는데, 인체 세포가 체내에서 생성된 dsRNA도 외부 물질로 인식해 면역이 활성화되는 원리로 작동한다.

연구팀은 데시타빈을 투여받은 환자 중 많은 수가 효과를 보지 못한다는 점에 착안해 dsRNA와 상호작용하는 dsRNA 결합 단백질을 분석했다.

그 결과 dsRNA와 직접 결합하는 ‘스타우펜1′(Staufen1) 유전자가 데시타빈의 작용에 중요한 역할을 한다는 것을 처음으로 밝혀냈다.

스타우펜1의 발현이 억제된 세포에서는 dsRNA가 빠르게 제거돼 면역 반응이 일어나지 않았으며, 이에 따라 암세포의 사멸 역시 관찰되지 않았다.

다른 종류의 탈메틸화제인 아자시티딘을 급성골수성백혈병과 골수이형성증후군 환자 46명에게 투여한 결과에서도 치료 효과가 없는 그룹에서 스타우펜1의 발현이 유의미하게 감소한 모습을 확인했다.

KAIST 생명화학공학과 김유식 교수는 “이번에 찾은 유전자를 바이오마커(질병의 진행 정도를 진단하는 생체 표지 인자)로 활용해 데시타빈과 아자시티딘과 같은 DNA 탈메틸화제의 효과를 예측할 수 있다”며 “맞춤형 암 치료를 통해 치료 비용과 시간을 획기적으로 줄일 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘미국국립과학원회보'(PNAS) 지난달 30일 자에 실렸다.

고대 동아시아인들도 코로나를 겪었다?

동아시아인 일부, 유전적 구성에 감염 흔적 발견

코로나19 바이러스와 관련한 일부 병원균이 2만 5000년 전에 고대 동아시아인에게 이미 전염된 적 있다는 학설이 제시됐다.

미국 애리조나대학교 진화 및 생태학과 데이비드 에나드 교수 연구진은 “인간 게놈 데이터를 분석한 결과, 오래전 동아시아인은 코로나 유사 바이러스에 노출되어 적응 능력을 갖췄을 가능성이 있다”고 밝혔다.

이 연구는 올해 초 의학 논문 사전 공개 사이트인 ‘bioRxiv’에 발표된 예비보고서이지만 지난 8일 미국체질인류학자협회(AAPA, Amercian Academy of PAs) 90주년 연례 보고회에서 발표됐다.

동아시아인은 2,500만 년 전에 코로나 유사 바이러스와 감염된 적이 있고, 적응 면역을 가졌을 가능성이 있다는 가설이 제시됐다. ⓒ게티이미지뱅크

연구 결과는 앞서 일본 도쿄의과대 분자바이러스학과 나오키 야마모토 박사의 가설과도 일치하는 내용이다. 야마모토 박사는 “인간 숙주와 바이러스는 수백만 년 동안 함께 진화했으며, 그동안 바이러스는 병원성 메커니즘을 조절해 숙주 방어 시스템에 적응했다”며 “동아시아인이 코로나와 유사한 바이러스 감염에 내성을 갖도록 진화했다”라고 제시한 적 있다.

동아시아인, 2,500만 년 전 바이러스 감염 패턴 확인

이 연구는 인간이 수백만 년 전 진화 과정에서 수천 건의 전염병에 시달렸을 것이라는 가정하에 바이러스가 현대 인구 내 유전적 차이를 만들었는지 의문에서 시작했다. 또한, 코로나19 바이러스 감염이 시작되면서 유독 동아시아 국가는 감염과 사망률이 다른 국가에 비해 상대적으로 낮은 것에 초점을 맞췄다.

과거 전염병 연구는 기록된 역사와 페스트와 같은 충분한 DNA를 남긴 병원체 존재 등을 통해서만 확인할 수 있었다. 하지만 유전학 기술이 발달로 인간 게놈에서 5만 년 전에 발생한 고대 바이러스 전염병이 남긴 게놈의 진화 흔적을 감지할 수 있게 됐다.

다른 인구에 비해 상대적으로 동아시아인에게서만 과거에 코로나바이러스와 유사한 바이러스와 상호작용 신호가 있는 42개 단백질을 확인했다. ⓒ픽사베이

바이러스와 상호작용하는 숙주 유전자좌(gene locus)에서는 바이러스에 반응해 적응 진화가 일어난다. 예로 인간 단백질 돌연변이의 3분의 1은 바이러스에 대한 반응으로 발생한 것. 바이러스와 특이적으로 상호 작용한 ‘바이러스 상호작용 단백질(VIPs)’의 신호를 추적해 전염병 기원과 정보를 찾을 수 있다는 의미다.

연구진은 중국 다이족, 베트남 킨족, 아프리카 요루바족 등 26개 소수민족 2,504명의 공개된 게놈 자료를 수집해 코로나바이러스와 상호작용하는 단백질(CoV-VIPs) 420개 세트를 조사했다.

분석 결과, 유독 동아시아인에게서만 과거에 코로나바이러스와 유사한 바이러스와 상호작용 신호가 있는 42개 단백질을 확인했다. 특히, 특정 변이가 900세대(약 2만 5000년 전)에 걸쳐 자주 발생하고 200세대(약 5000년 전)부터는 안정적으로 감소 유지된 것으로 나타났다.

이런 패턴에 대해 에나르 교수는 “바이러스가 2만 년 동안 존재하면서 처음에는 유행병을 불러일으킬 만큼 강력했고, 차츰 숙주인 동아시아인이 적응했거나 숙주와 바이러스의 공진화를 통해 긴 시간이 지나면서 바이러스 독성이 점진적으로 감소했다”라고 풀이했다.

미래 감염병 대처에 지표 제공

또 바이러스와 반응한 42개 단백질의 유전자 변이 중 21개는 항바이러스 및 프로바이러스 효과를 나타냈다. 이것은 알려지지 않은 코로나 유사바이러스가 고대에 전염병을 부추겼을 가능성을 제시하는 증거라고 연구진은 설명했다.

교신 저자인 프랑스 파스퇴르 연구소 진화유전학자 루이스 퀸타나무르시스 박사는 “이번 발견은 동아시아인들이 오랜 기간 코로나바이러스와 유사한 전염병에 노출됐으며 이런 바이러스 전염병에 유전적으로 적응했다는 것을 보여준다”고 말했다.

그는 “하지만 특정 인구 집단의 고대 바이러스에 대한 적응이 반드시 다른 인구 집단 간 유전적인 감수성 차이를 의미하지는 않는다”며 “현재 신종 코로나19 바이러스 감염과 사망률은 사회 경제적 요인이 크다”고 지적했다.

전 세계 첫 백신 접종(2020년 12월 8일) 이전인 12월 7일 코로나 19 바이러스 감염으로 인한 사망자 빈도 ⓒ아워월드인데이터

아쉬운 점은 소수 민족을 대상으로 얻은 단편적인 결과라는 점이다. 연구진은 확인된 42개 유전자 변이의 역사적 과정을 조사하려면 동아시아인 전체를 대상으로 대규모 유전 연구가 필요하다고 했다. 또 연구 결과가 통계적 연관성을 가지지만 게놈과 형질의 인과 관계를 따져보지는 않아 추가적인 연구가 필요하다는 입장이다.

하지만 이번 연구는 미래에 인간이 코로나바이러스와 같은 감염병에 대처할 수 있는 지표를 제공한다는 점에서 의미가 있다는 것이 과학자들의 견해다.

“남태평양인, 데니소바인으로부터 면역반응 물려 받아”

대규모 유전체 연구로, 네안데르탈인과 데니소바인 흔적 발견

인구의 유전적 다양성에 대한 지식은 인체 질병과 인구의 지리적 분포에 대한 이해를 향상하는데 필수적인 요소다. 그러나 지금까지 대부분의 유전 연구는 전 세계 인구의 16%에 불과한 유럽인 조상에 초점이 맞춰졌었다.

이 같은 상황에서 최근 프랑스의 파스퇴르 연구소와 콜레주 드 프랑스, 국립과학연구센터(CNRS) 과학자들이 그동안 연구가 부족했던 남태평양 인구군에 대한 대규모 유전체 조사를 실시했다.

이들 남태평양 인구군은 지카바이러스병과 뎅기열, 치쿤군야 같은 매개체 전염병과 비만 및 당뇨 같은 대사질환을 포함한 다양한 질병의 영향을 심각하게 받는 상태다.

연구팀은 여러 인구그룹에 속한 320명의 유전체 분석 결과를 활용해 이들 인구군이 태평양 섬들의 환경에 생물학적으로 어떻게 적응했고, 이런 적응이 현재의 건강 상태에 어떤 영향을 미치는가를 조사했다. 아울러 이 지역의 인간 정착사에서 지금까지 예상치 못한 측면들을 밝혀내는 성과를 거뒀다.

이 연구는 과학저널 ‘네이처’(Nature) 14일 자에 발표됐다.

UN의 지리체계에 따라 그린 오세아니아 지도. © WikiCommons

오세아니아 제도의 인간 정착에 4만 년 시차

CNRS 및 파스퇴르 연구소의 에티엔느 파탱(Etienne Patin) 박사와 콜레주 드 프랑스 및 파스퇴르 연구소 소속의 루이스 킨타나-뮈르시(Lluis Quintana-Murci) 교수가 주도한 국제 과학자 컨소시엄은 이번 연구에서 남태평양 인구군의 유전적 다양성을 특성화하는데 초점을 두었다.

이 지역은 서로 다른 많은 시기에 수많은 사람이 들어와 정착해 유전적으로 큰 대조를 이루는 곳으로 알려져 있다.

실제로 인간이 아프리카를 떠난 직후인 4만5,000년 전 이들 중 일부는 인근 오세아니아(Near Oceania) 지역인 파푸아 뉴기니와 비스마르크 군도, 솔로몬 제도에 정착했고, 멀리 떨어진 오지 오세아니아(Remote Oceania)인 바누아투와 월리스 및 푸타나 제도, 폴리네시아 등에는 아직 사람이 살지 않았다.

오세아니아에 사람이 거주하기 시작한 것은 거의 4만년 뒤로 알려진다. 즉, 5,000년 전 한 무리의 인간들이 대만을 떠나 이른바 ‘오스트로네시아 확장(Austronesian expansion)’이라는 이주를 시작했다는 것이다.

이들은 필리핀과 인도네시아 그리고 이미 사람들이 거주하고 있던 오세아니아 인근 섬들을 거쳐 마침내 처음으로 오지 오세아니아에 정착했다.

네안데르탈인 및 데니소바인과의 만남

이렇게 멀리 떨어진 땅으로 가는 도중에 남태평양 인구군의 조상들은 고인류 그룹들을 만나 그들과 교배했다. 그 결과 현대 오세아니아 인구가 지닌 유전 물질의 2~3%는 네안데르탈인으로부터 온 것이며(아프리카 밖의 모든 인구군 역시 네안데르탈인의 유전자를 갖고 있다), 아시아에서 유래한 것으로 생각되는 네안데르탈인의 친척인 데니소바인의 유전자도 최대 3%까지 가지고 있는 것으로 밝혀졌다.

지난 2016년 생명과학저널 ‘셀’(Cell) 지에 발표된 연구 자료에 따르면, 현대인은 네안데르탈인과의 혼혈을 통해 유익한 돌연변이를 물려받았다. 바이러스 감염에 대한 내성을 포함해 환경 적응 능력 향상이 그것이다.

연구팀은 남태평양 오세아니아 지역민들의 유전체를 분석해 이들 인구군의 환경 적응과 질병에 미치는 영향, 이 지역 인간 정착사에 숨겨진 측면들을 밝혀냈다. © Institut Pasteur

이번 연구에서 파스퇴르 연구소 및 CNRS의 인간 진화유전학 연구단 과학자들은 프랑스와 독일, 스웨덴, 스위스, 중국 및 대만의 여러 연구실과 협력해, 태평양 인구군이 마주친 병원체를 포함한 특정 섬 환경에 적응하는데 이 고대의 인구 혼혈이 어떤 도움을 주었는가를 밝혀내기 위해 심혈을 기울였다.

역사적 사건을 유전학으로 추적

대만과 필리핀, 비스마르크 군도, 솔로몬 제도, 산타 크루즈 제도와 바누아투 출신의 연구 대상자 320명에 대한 총유전체 시퀀싱을 기반으로 한 이번 연구는 오세아니아의 인간 정착사를 추적하는데도 도움이 됐다.

먼저 과학자들은 인근 오세아니아(Near Oceania) 여러 섬에 인간이 정착하게 된 시기를 약 4만 년 전으로 거슬러 올라가 고고학적 기록들을 확인했다. 연구팀은 또 이 초기 정착 후 섬들 사이에 유전적 격리 기간이 뒤따랐음을 입증했다.

에티엔느 파탱 박사는 “이번 연구 결과는 인간이 초기 단계부터 새로운 땅에 도달하기 위해 바다를 건널 수 있었음을 확인해 준다”라며, “그러나 이런 항해는 역사상 먼 시기에는 상대적으로 드물었다는 점도 시사한다”라고 설명했다.

이번 연구 결과에서는 정착 바로 직전에 이들 인구군의 크기가 많이 감소했다는 사실도 드러났다.

인근 오세아니아인 파푸아-뉴기니 등에는 약 4만5000년 전부터 사람이 거주하기 시작했으나, 오지 오세아니아인 바누아투 등에서는 그로부터 4만 년 뒤에 사람이 정착했다고 연구팀은 보고 있다. 대나무 통을 들고 전통 춤을 추는 바누아투 여인들. © WikiCommons / Graham Crumb

두 번째로, 이번 연구는 이른바 ‘대만 밖으로(Out-of-Taiwan)’ 모델에 대해 이의를 제기한다. 이 모델은 약 5000년 전 사람들이 대만을 떠나 인근 오세아니아와 오지 오세아니아 모두에 빠르게 정착했다고 보고 있다.

파탱 박사는 “우리 분석에 따르면 사람들은 5000년 전보다 더 오래전에 대만을 떠났고, 오스트로네시아에 유입된 인구와 인근 오세아니아 인구의 혼합은 그 뒤 2,000년 이후에 시작됐다”라고 말했다.

따라서 대만에서 남태평양으로의 확장에는 얼마간의 시간이 걸렸고, 필리핀이나 인도네시아에서의 성숙 단계가 포함될 수 있다는 것이다.

남태평양 인구군의 네안데르탈인과 데니소바인 유산

이번 연구를 통해 연구팀은 남태평양 인구의 유전체에서 네안데르탈인과 데니소바인의 유전 물질 비율을 추정할 수 있었다.

콜레주 드 프랑스 교수이자 파스퇴르/CNRS의 인간 진화유전학 연구단장인 루이스 킨타나-뮈르시 박사는 “20개 연구 대상 인구군에서 네안데르탈인의 유산은 약 2.5%로 매우 비슷한데 반해, 데니소바인의 유산은 대만과 필리핀에서는 0%, 파푸아-뉴기니와 바누아투에서는 최대 3.2%까지 인구군 간에 크게 차이가 나 놀랐다”라고 말했다.

놀라움은 이뿐만이 아니다. 이번 연구에서는 네안데르탈인이 피부 색소와 신진대사, 신경 발달 등과 같은 수많은 표현형 관련 유익한 돌연변이를 현대인에게 제공한 것으로 확인됐다.

그러나 무엇보다 가장 놀라운 발견은 거의 유일하게 데니소바인과의 혼합을 통해 면역반응 조절과 관련된 유익한 돌연변이를 획득했다는 점이다.

이것은 데니소바인 유산이 유익한 돌연변이의 저장소로서, 태평양 인구군이 이를 통해 지역 병원균들로부터 생존할 수 있는 능력을 향상시켰다는 사실을 시사한다.

데니소바인의 진화와 지리적 확산을 네안데르탈인, 하이델베르크인 및 호모에렉투스와 비교한 그림. © WikiCommons / John D. Croft

데니소바인, 높은 수준의 유전적 다양성 지녀

또한 이번 연구는 데니소바인과의 혼합이 한 번에 발생하지 않았으며 적어도 네 개의 독립적인 사건 과정에서 발생했음을 보여준다. 이는 태평양 인구군과 교배한 데니소바인들이 사실상 매우 다양한 인구군이었다는 것을 나타낸다.

이 같은 결론은 일찍이 시베리아에서 발견된 데니소바인 표본의 단일 유전체에서는 추론이 불가능한 것이다. 킨타나-뮈르시 교수는 “이 같은 분석의 강점 중 하나는 현대인의 유전체에 존재하는 3%의 고인류 유산을 연구함으로써 데니소바인의 유전체를 ‘부활(resurrect)’시킬 수 있고, 그에 따라 데니소바인들이 높은 수준의 유전적 다양성을 나타냈다는 것을 보여준다”라고 말했다.

마지막으로, 연구팀은 고인류와의 혼합에 의해 가능해진 생물학적 적응 외에도 지질 대사, 특히 콜레스테롤이 오세아니아 사람들 사이에서 자연 도태(natural sel ection)의 표적이라는 것을 발견했다.

이 같은 통찰은 최근 들어 이들 인구군의 생활양식 변화가 왜 대사 장애와 관련이 있을 수 있는지를 이해하는데 도움을 줄 것으로 보인다.

진화 유전학적 접근 방식은 어떤 인구군의 환경에 대한 생물학적 적응의 역사를 밝힐 수 있고, 특정한 인간 특성에 대한 정보를 과학계에 제공할 수 있다.

아울러 이런 대규모 유전체 연구는 지금까지 의학적 연구가 부족했던 일부 지구촌에 영향을 미치는 질병의 유전적 원인을 더욱 잘 이해하는데 기여할 줄 것으로 보인다.

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