신재국 인제대 의과대 교수
사람의 유전자는 인종에 관계없이 모든 개인에서 99.9%가 동일하며 오직 0.1%만 개체간에 차이가 있다. 이 0.1%의 유전자 차이가 사람의 특성이나 외모의 상당부분을 결정한다고 알려져 있다. 피부색ㆍ대머리ㆍ털색ㆍ키 등의 외모나 당뇨ㆍ치매ㆍ암 등의 질병 등 여러 가지 특성들이 개인에 따라 유전정보가 다르기 때문에 다양하게 나타나는 현상들이다.
병원에서 처방하는 약물에 대한 반응도 개인에 따라 천차만별로 나타날 수 있으며 유전적 요인에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 치료목적으로 투여한 약물이 바람직한 방향으로 원하는 치료효과를 나타낼 수도 있지만, 예기치 않은 약물 부작용을 나타내거나 치료효과가 나타나지 않을 수도 있다. 이와 같은 약물 반응의 다양성을 결정하는 유전자들을 찾아내어 개인에 따라 유전자들이 어떻게 다른지, 약물반응이 얼마나 달라지는가를 연구하는 학문이 `약물유전체학'이다. 약물유전체학 연구는 가까운 미래에 환자의 유전자 정보만 알더라도 어떤 종류의 약물을, 어느 용량으로, 누구에게, 언제 복용해야 하는지 예측할 수 있는 `맞춤약물치료'의 시대를 구현하는 하나의 핵심 기술이 될 것으로 기대되고 있다.
정상적으로 의사의 진단과 처방을 받아 제대로 약물을 복용한 환자들 중에서도 생명을 위협하는 정도의 심각한 약물이상반응이 종종 발생하며, 그 빈도도 우리가 예상하는 것보다 상당히 높은 것으로 알려져 있다.
약물이상반응이 아니더라도 약물의 치료효과는 환자에 따라 다양하게 나타날 수 있다. 항우울증 치료제ㆍ당뇨병 치료제ㆍ항암제ㆍ항간질제ㆍ진통제 등 주요한 질병들에 사용되는 약물들의 치료효과는 약물의 종류에 따라 매우 다양하다는 것이 잘 알려져 있다.
이러한 약물 치료효과의 개인차에 대한 유전적인 원인들이 이전에 잘 몰랐던 유전적 소인에 대한 정보가 몇 년 전부터 알려지고 있으며, 이러한 정보를 확보하는 기반 기술인 약물유전체학은 이와 같이 개인의 유전적 소인에 의해서 동일한 치료약물에 다르게 반응하는 개개인의 유전적 특성에 따라 최적의 약물치료, 소위 맞춤약물치료로 나아가는 창구의 하나가 되고 있는 것이다.
그러면, 이와 같이 개인별로 약물반응이 차이를 보이는 또 다른 이유들은 무엇이 있을까? 이미 수십 년 전부터, 동일한 양의 약물을 투여 후 약물반응 (치료효과, 약물이상반응 발생)이 개인마다 현저한 차이를 보인다는 것은 이미 의료 분야의 전문가는 물론 일반인들도 잘 알고 있는 사실로, 이러한 것은 최적의 개인별 약물치료를 추구하는 임상약리학이라는 학문분야의 일종의 `도그마'라고 할 수 있다.
지금까지는 약물반응의 개인차를 단순히 성별/체중의 차이 혹은 일반인들이 단순하게 이야기하는 소위 체질의 차이로 설명되어 왔다. 특히, 최근에는 개개인의 약물반응에 대한 광대한 정보 구축기술이 발달되고 약물반응을 예측하기 위한 여러 가지 생체지표로서 유전자 변이 및 환자의 병태생리적 특성들에 대한 상관성 연구가 활발해지고, 더불어 분자 및 세포생물학, 약물유전체학 등의 발달에 힘입어 약물반응의 개인차를 다각적으로 분석할 수 있게 됨에 따라 개개인 환자별로 약물반응 예측이 부분적으로나마 가능한 시대에 이르게 되었다. 따라서 일부 의료기관에서는 특정 약물치료 영역에서 개인의 유전형에 따라 약물요법을 결정하는 소위 개인별 맞춤약물요법을 이미 시도하고 있다.
개인에 따라 다르게 나타나는 유전정보의 차이(유전자 변이)는 인구집단에서 발견되는 빈도에 따라 매우 희귀한 유전자 돌연변이(mutation)나 유전적 다형성(polymorphisms)의 형태로 구분된다. 유전적 다형성은 유전자 변이가 인구집단에서 적어도 1% 이상의 빈도를 보일 경우를 지칭하며 1%보다 더 낮은 빈도로 발견되는 유전자 변이는 돌연변이로 통칭된다. 의학적으로 중요한 돌연변이는 낭섬유증(cystic fibrosis), 혈우병(hemophillia), 헌팅턴병 (Huntington's disease) 같은 선천성 질환을 일으키는 예를 들 수 있다. 유전적 다형성은 치명적인 질환과 관련된 것은 없다고 하더라도 약물반응에 관련된 유전자들에서 자주 발견되고 있다.
이러한 변이유전자에 의해서 발현되는 변이형 단백질은 활성이 없거나 혹은 감소하는 원인이 되기도 하고, 어떤 경우에는 이러한 단백질 발현이 증가 혹은 감소하는 원인이 됨으로써 이들 단백질이 관여하는 약물치료효과의 개인차를 초래할 수 있다. 따라서 이와 같은 유전자변이는 개개인에서 약물반응을 예측하는 지표로 활용이 가능하며, 개인별 맞춤치료에 활용이 가능한 형태가 되는 것이다.
미래에는 이와 같이 이미 질병이 발생한 환자에서 질병 치료 목적으로 투여되는 약물에 대해서 뿐만 아니라, 특정 질병이 발생할 유전적 소인이 있는 환자에서 이 질병의 발생을 억제하기 위해 투여되는 예방적 약물치료 기술을 위한 연구로 유방암 및 전립선암 발생 억제와 관련해서 타목시펜 및 피나스테라이드, 심혈관계질환 억제와 관련해서 스타틴계 약물의 투여 효과에 대한 연구가 이루어지고 있다. 그러나 아직 이를 환자치료에 실제 적용하기 위해서는 그 자료가 매우 빈약한 상태로 임상에서 이를 적용하기까지는 향후 상당한 노력과 시간이 필요할 것이다. 하지만, 이는 질병 발생을 억제하기 위해 어쩌면 평생 투여 받아야 하는 약물의 처방 여부를 사전에 정확하게 판단하는 획기적인 기술이라는 점에서 향후 약물치료에 미치는 효과는 매우 클 것이다.
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병원에서 처방하는 약물에 대한 반응도 개인에 따라 천차만별로 나타날 수 있으며 유전적 요인에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 치료목적으로 투여한 약물이 바람직한 방향으로 원하는 치료효과를 나타낼 수도 있지만, 예기치 않은 약물 부작용을 나타내거나 치료효과가 나타나지 않을 수도 있다. 이와 같은 약물 반응의 다양성을 결정하는 유전자들을 찾아내어 개인에 따라 유전자들이 어떻게 다른지, 약물반응이 얼마나 달라지는가를 연구하는 학문이 `약물유전체학'이다. 약물유전체학 연구는 가까운 미래에 환자의 유전자 정보만 알더라도 어떤 종류의 약물을, 어느 용량으로, 누구에게, 언제 복용해야 하는지 예측할 수 있는 `맞춤약물치료'의 시대를 구현하는 하나의 핵심 기술이 될 것으로 기대되고 있다.
정상적으로 의사의 진단과 처방을 받아 제대로 약물을 복용한 환자들 중에서도 생명을 위협하는 정도의 심각한 약물이상반응이 종종 발생하며, 그 빈도도 우리가 예상하는 것보다 상당히 높은 것으로 알려져 있다.
약물이상반응이 아니더라도 약물의 치료효과는 환자에 따라 다양하게 나타날 수 있다. 항우울증 치료제ㆍ당뇨병 치료제ㆍ항암제ㆍ항간질제ㆍ진통제 등 주요한 질병들에 사용되는 약물들의 치료효과는 약물의 종류에 따라 매우 다양하다는 것이 잘 알려져 있다.
이러한 약물 치료효과의 개인차에 대한 유전적인 원인들이 이전에 잘 몰랐던 유전적 소인에 대한 정보가 몇 년 전부터 알려지고 있으며, 이러한 정보를 확보하는 기반 기술인 약물유전체학은 이와 같이 개인의 유전적 소인에 의해서 동일한 치료약물에 다르게 반응하는 개개인의 유전적 특성에 따라 최적의 약물치료, 소위 맞춤약물치료로 나아가는 창구의 하나가 되고 있는 것이다.
그러면, 이와 같이 개인별로 약물반응이 차이를 보이는 또 다른 이유들은 무엇이 있을까? 이미 수십 년 전부터, 동일한 양의 약물을 투여 후 약물반응 (치료효과, 약물이상반응 발생)이 개인마다 현저한 차이를 보인다는 것은 이미 의료 분야의 전문가는 물론 일반인들도 잘 알고 있는 사실로, 이러한 것은 최적의 개인별 약물치료를 추구하는 임상약리학이라는 학문분야의 일종의 `도그마'라고 할 수 있다.
지금까지는 약물반응의 개인차를 단순히 성별/체중의 차이 혹은 일반인들이 단순하게 이야기하는 소위 체질의 차이로 설명되어 왔다. 특히, 최근에는 개개인의 약물반응에 대한 광대한 정보 구축기술이 발달되고 약물반응을 예측하기 위한 여러 가지 생체지표로서 유전자 변이 및 환자의 병태생리적 특성들에 대한 상관성 연구가 활발해지고, 더불어 분자 및 세포생물학, 약물유전체학 등의 발달에 힘입어 약물반응의 개인차를 다각적으로 분석할 수 있게 됨에 따라 개개인 환자별로 약물반응 예측이 부분적으로나마 가능한 시대에 이르게 되었다. 따라서 일부 의료기관에서는 특정 약물치료 영역에서 개인의 유전형에 따라 약물요법을 결정하는 소위 개인별 맞춤약물요법을 이미 시도하고 있다.
개인에 따라 다르게 나타나는 유전정보의 차이(유전자 변이)는 인구집단에서 발견되는 빈도에 따라 매우 희귀한 유전자 돌연변이(mutation)나 유전적 다형성(polymorphisms)의 형태로 구분된다. 유전적 다형성은 유전자 변이가 인구집단에서 적어도 1% 이상의 빈도를 보일 경우를 지칭하며 1%보다 더 낮은 빈도로 발견되는 유전자 변이는 돌연변이로 통칭된다. 의학적으로 중요한 돌연변이는 낭섬유증(cystic fibrosis), 혈우병(hemophillia), 헌팅턴병 (Huntington's disease) 같은 선천성 질환을 일으키는 예를 들 수 있다. 유전적 다형성은 치명적인 질환과 관련된 것은 없다고 하더라도 약물반응에 관련된 유전자들에서 자주 발견되고 있다.
이러한 변이유전자에 의해서 발현되는 변이형 단백질은 활성이 없거나 혹은 감소하는 원인이 되기도 하고, 어떤 경우에는 이러한 단백질 발현이 증가 혹은 감소하는 원인이 됨으로써 이들 단백질이 관여하는 약물치료효과의 개인차를 초래할 수 있다. 따라서 이와 같은 유전자변이는 개개인에서 약물반응을 예측하는 지표로 활용이 가능하며, 개인별 맞춤치료에 활용이 가능한 형태가 되는 것이다.
미래에는 이와 같이 이미 질병이 발생한 환자에서 질병 치료 목적으로 투여되는 약물에 대해서 뿐만 아니라, 특정 질병이 발생할 유전적 소인이 있는 환자에서 이 질병의 발생을 억제하기 위해 투여되는 예방적 약물치료 기술을 위한 연구로 유방암 및 전립선암 발생 억제와 관련해서 타목시펜 및 피나스테라이드, 심혈관계질환 억제와 관련해서 스타틴계 약물의 투여 효과에 대한 연구가 이루어지고 있다. 그러나 아직 이를 환자치료에 실제 적용하기 위해서는 그 자료가 매우 빈약한 상태로 임상에서 이를 적용하기까지는 향후 상당한 노력과 시간이 필요할 것이다. 하지만, 이는 질병 발생을 억제하기 위해 어쩌면 평생 투여 받아야 하는 약물의 처방 여부를 사전에 정확하게 판단하는 획기적인 기술이라는 점에서 향후 약물치료에 미치는 효과는 매우 클 것이다.
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