장석원 | 서울내과의원 원장. 저서 <암예방법과 치료법> <암 치료법의 선택> <희망을 주는 암 치료법> 등.
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유전자요법의 종류
분자생물학의 발전에 힘입어 암 발생과 관련된 발암 유전자가 하나 둘씩 밝혀지면서 암의 근본적 원인이 유전자의 돌연변이임이 밝혀졌다. 그러므로 고장 난 유전자를 바로잡는 유전자 치료가 암을 치유하는 근본적인 방법이 될 수 있다.
각 유전자는 그 유전자의 특정 산물인 단백질을 생성하여 인체 내에서 특정 기능을 수행하게 된다.
따라서 어떤 유전자의 이상은 그 유전자가 만드는 단백질에 이상을 초래하여 그 기능에 장애를 일으킴으로써 특정 질병을 일으키는 것이다. 따라서 환자의 세포내 고장 난 유전자 대신 정상 유전자를 넣어주어 새로 넣어준 정상 유전자가 기능을 발휘하여 정상 단백질을 만들어낸다면 그 질병은 치료될 수 있다.

유전자요법이란 건강한 정상 유전자를 환자의 세포 안에 투여하여 유전자 결함을 교정하거나 또는 세포에 새로운 유전적 기능을 부여하여 환자에게 필요한 성분을 생산하게 하여 병을 치료하는 방법이다. 유전자 자체를 치료제로 사용하는 약물요법이라고도 할 수 있다.

인류 역사상 최초로 유전자요법을 성공시킨 것은 1990년 9월 14일 미국 국립보건원(National Institute of Health, NIH)의 프랜치 앤더슨 박사 팀이다. 그는 미국 국립보건원 재직 당시 아데노신 디아미네이즈(adenosine deaminase, ADA)라는 효소 결핍에 의한 유전성 면역 결핍증을 앓고 있는 4살 난 어린이를 치료하기 위해, 면역기능을 회복시킬 수 있는 유전자를 넣어주는 유전자요법을 처음 시도하였다.
이 질환은 ADA라는 효소 결핍에 의해 면역세포인 T림프구와 B림프구의 기능이 모두 결여되어 있거나 대단히 저하되어 있어, 초기 영아기 때부터 각종 균에 의한 감염이 자주 발생되므로 소아기를 넘겨 생존하기가 매우 힘든 질환이다.

그는 이 어린이 환자를 치료하기 위해 환자의 혈액에서 백혈구를 끄집어내어 결손 유전자를 제거하고 리트로 바이러스(retrovirus)에 정상인의 ADA유전자를 삽입하여 배양된 ADA(-)백혈구에 넣었다.
정상 유전자가 삽입된 환자의 백혈구를 다시 환자에게 수혈하여 정상적인 ADA의 25%가 생성되는 것을 확인하였다. 그러나 그 정도의 개선으로는 만족할 수 없었다. 또 혈액 속에 들어간 바이러스는 수주 안에 소멸해 버려 계속해서 유전자 주입을 해야 했다.
앤더슨 박사는 이 문제를 해결하기 위해 꾸준히 연구하고 있다.

1995년 앤더슨 박사팀의 Blaese 등은 상기 질환의 유전자 치료 4년 경과 후의 보고에서 그들의 첫 유전자 치료가 안전하였고 효과가 있었다는 것을 발표하였다.
1991년 이후 유전자 치료가 미국을 중심으로 본격적으로 시행되어 1995년 이미 1,000명 이상의 환자가 치료를 받았다. 암의 유전자요법은 암 발생에 관여하는 유전자의 이상을 교정하는 직접적인 치료 방법과, 유전자를 조작하여 환자의 면역감시기구를 강화시킴으로써 암을 치료하는 면역강화요법인 간접적인 치료 방법으로 나눌 수 있다.

① 직접적인 치료 방법
사람의 몸에는 정상적으로 암 유전자(oncogene)와 암 억제 유전자(tumor suppressor gene)가 있는데, 이들 유전자에 돌연변이가 생길 때 암이 발생한다. 정상적으로 암 유전자는 세포의 분열 및 성장에 관여하다가, 돌연변이가 일어나 비정상적으로 활성화되면 세포의 성장이 계속되어 암을 유발시키게 된다. 암 억제 유전자는 무분별한 세포의 분열 및 성장을 억제하는 유전자다. 정상적으로는 세포 성장이 암 억제 유전자에 의해 통제되어 있다가, 돌연변이 등에 의해 암 억제 유전자가 기능을 상실하게 되면 암 발생을 억제하는 작용을 못하게 되어 암 발생을 허가하게 된다.

즉 암은 암 유전자의 활성화나 암 억제 유전자의 비활성화에 의해 발생하는 세포 내 유전자의 질환이다. 그렇다면 어떻게 이 고장 난 유전자를 바로잡을 수 있을까?
첨단 현대 의학에 의해 암이 세포 내 유전자의 질환임을 밝혀졌으나, 현대 의학기술로는 고장 난 세포 속에 들어가 결함이 있는 부분을 수리하거나 고장 난 유전자를 제거하고 그 자리에 건강한 유전자를 넣어주기는 어렵다.
하지만 고장 난(활성화된) 암 유전자가 인체에 암을 발생시키지 못하도록 하거나, 기능 상실된 암 억제 유전자는 그대로 둔 채 정상 유전자를 추가로 넣어주는 방법은 가능하다. 이들 유전자를 표적으로 하는 암의 유전자요법은 화학물질, 단백질 또는 유전자를 직접 투여하는 형태로 개발되고 있다.

암 유전자를 표적으로 하는 치료
암 유전자(oncogene)는 과발현이나 돌연변이에 의해 정상세포를 암세포로 변형시키는 유전자들이다. 따라서 이들의 작용을 방해하는 유전자를 암세포에 넣어주어 암을 치료하는 방법이 개발되고 있다. 암 유전자를 표적으로 하는 암 치료제로는 단클론항체인 허셉틴(Herceptin)과 안티센스(Antisense)가 있다.

Her-2(c-erbB-2) 암 유전자는 유방암, 난소암, 비소세포 폐암 등 많은 인간 암에서 흔히 과발현되며 항암제 내성과 관련이 있고 환자의 예후가 나쁜 것으로 알려져 있다. 그래서 Her-2 수용체에 대한 단클론항체인 허셉틴(Herceptin)을 가지고 유방암과 난소암을 치료하고자 시도하였는데, Her-2를 과발현하는 전이성 유방암에 허셉틴의 효과가 입증되어 현재 임상에 사용되고 있다.

이 외에 암 유전자의 과도한 발현이 암 발생 및 진행에 영향을 끼친 경우에는 인위적으로 유전 정보의 전달 과정을 차단하여 유전자 산물인 단백질의 생성을 억제함으로써 치료 효과를 기대할 수 있다. 이러한 취지에서 시도되고 있는 대표적인 방법이 안티센스(Antisense)를 투여하는 방법이다.
예를 들면 비소세포 폐암 환자에게 K-ras라는 유전자의 안티센스 분자를 투여하여 K-ras 암 유전자의 발현을 억제할 수 있다.
이는 암 단백질의 생산을 억제함으로써 암세포의 증식을 차단하는 것인데 높은 특이성 때문에 희망적인 결과를 기대해 볼 수 있다.