[메디게이트뉴스 박도영 기자] 북대서양 섬나라인 아이슬란드는 수백만 년 동안 인간이 거주하지 않다, 9세기 북유럽인의 이주로 시작된 국가다. 국토 면적은 대한민국과 비슷하지만, 전체 인구는 34만 명 가량으로 5000만 명이 넘는 우리나라의 약 150분의 1에 불과하다. 그러나 지리적 고립으로 유전적 변이가 적고, 가족력에 대한 정보가 풍부하다는 특징이 있다.

1996년 아이슬란드의 유전학 연구 기업인 디코드 제네틱스(deCODE Genetics)는 이러한 특성을 반영해 전국민의 유전체 분석을 하겠다는 계획을 발표했다. 2012년 글로벌 제약회사인 암젠(Amgen)은 4억 1500만 달러에 디코드를 인수했다. 암젠은 왜 대규모 자금을 투입해 디코드 인수했고, 이를 통해 무엇을 얻을 수 있었을까.

암젠코리아는 19일 약 100여명의 국내외 의료 전문가 및 암젠 본사 R&D 담당자 등이 참석한 가운데 유전학을 바탕으로 한 신약개발 환자의 진단 및 치료에 대한 최신 지견을 공유하는 암젠 사이언스 아카데미-제네틱 심포지엄(Amgen Science Academy- Genetic Symposium)을 개최했다.

암젠 연구개발부 필립 타가리(Philip Tagari) 부회장은 '유전학적 통찰을 통한 신약개발'이라는 주제의 기조강연을 통해 디코드의 차별화된 장점을 소개하고 인체 유전학을 기반으로 하는 암젠의 신약개발 전략과 중개연구에 대해 설명했다. 

암젠은 2012년 DNA 염기서열 분석을 통해 질환을 유발하는 유전자 변이를 규명하고, 이를 표적으로 하는 신약을 개발하기 위해 2012년 디코드를 인수했다.

타가리 부회장은 "약 10%의 약물만이 1상 임상에서 최종 승인에 도달한다"면서 일반적인 실패 요인으로 ▲질병 경로에 대한 이해 부족 ▲잘못된 양상(Wrong modality) ▲잘못된 타겟 및 메커니즘 ▲잘못된 환자 집단 등을 꼽았다. 그는 약물 개발 성공률을 개선시킬 수 있는 방안으로 유전체 분석을 꼽았다.

그는 "아이슬란드는 굉장히 균일한 유전학적인 배경의 인구가 살고 있고, 인간의 질환에 유전학이 어떤 영향을 미치는지 보여주는 국가다"면서 "또한 유전 데이터는 의료 데이터와 같이 놓고 보지 못하면 그 가치가 떨어지는데, 아이슬란드는 1950년대부터 사회주의적인 의료체계가 정책됐고, 문서 기반 과거 서류를 전산화하면서 완전한 전자의무기록(EMR) 시스템이 정착됐다. 이런 요인들이 작용해 의학적인 데이터베이스를 구축할 수 있었다"고 설명했다.

아이슬란드에 대학병원이 한 군데 밖에 없다는 점도 큰 특징이다. 타가리 부회장은 "의대가 1곳 밖에 없기 때문에 모든 아이슬란드 의사들은 같은 감별진단을 하도록 교육받는다. 반면 다른 국가에서는 대학병원에서의 수련과정에서 발생하는 인자로 인해 의료 데이터를 식별하는데 교란이 생긴다"면서 "다른 국가에서는 인체 유전학(human genetics)과 질환 표현형(phenotype)을 연계해 데이터를 사용하려고 할 때 진단이나 질병 설명(disease description)을 다르게 한다는 것이 교란변수가 되지만, 아이슬란드는 어떤 환자든 특정 증상으로 병원을 가면 유사한 진단을 받게 된다"고 덧붙였다.

현재 아이슬란드에서는 15만 명의 유전자형(genotype), 100만 개 마커가 분석돼있고, 4만 명 이상에 대한 딥 시퀀싱(deep sequencing)이 진행됐다. 또한 4만개 이상 샘플에서 5000개 혈청단백질(serum protein) 분석을 진행 중이다. 타가리 부회장은 현재 우리가 할 수 있는 시퀀싱 수준을 보면 아이슬란드 전 국민을 대상으로 시퀀싱을 마치는데 10년이 걸릴 것으로 내다봤다.

타가리 부회장은 관상동맥질환 위험 감소와 관련된 ASGR1 변이, 관상동맥질환에서 콜레스테롤과 중성지방의 역할에 영향을 미치는 변이 등 디코드가 질병 경로를 확인하기 위해 유전학을 사용한 사례도 소개했다.

예를들어 ASGR1 수용체에 대한 연구를 봤을 때, 연구자들이 가장 많이 던지는 질문이 특정 표현형에 대한 희귀변이가 다른 인구집단에서도 확인되는지다.

타가리 부회장은 "확실히 그렇다. 다른 인구집단에서 확인되는 것들이 있다"면서 "전반적인 전장유전체연관분석(GWAS) 맥락에서 봤을 때 위험도(Odd ratio)가 같다. 다만 아이슬란드인 데이터에서 높은 유의확률(p-value)을 확인할 수 있다"고 말했다.

이어 그는 "이러한 분석을 통해 기전 측면에서 왜 발생하고, 왜 유전자가 활성화되는지까지는 확인하지 못하더라도 희귀변이가 실질적으로 질환의 진행 및 증상과 연관성이 높다는 것을 파악할 수 있다. 또 특정 증상이나 표현형을 가지고 있는 환자를 찾아 증상을 연구해볼 수도 있고, 특정한 변이를 가지고 있는지 여부에 따라 임상연구 포함여부를 결정할 수도 있다"면서 "암젠과 같은 제약사와 아이슬란드 사람들, 의료진과의 긴밀한 협력은 질환의 새로운 경로 파악에 도움을 주는 등 상당히 생산적인 파트너십 관계를 만들어준다"고 했다.

타가리 부회장은 "제대로된 질환 타깃을 인체유전학을 통해 정하는 것이 중요하다. 이는 치료 성공 확률을 높이고 신약 개발 맥락에서 강력한 파워를 가지고 있다는 논문도 있다"면서 "임상연구에서 피험자를 등록할 때 대부분 증상을 기반으로 하지만, 증상학이라는 것은 상당히 주관적일 수 있고, 국가에 따라 관점이 다를 수 있다. 하지만 인체유전학을 이용함으로써 임상연구 정밀도와 정확도를 높일 수 있다"고 강조했다.

또한 "인체유전학을 이용하면 바이오마커 발굴 측면에서도 환자가 특정 약물에 어떻게 반응하는지도 확인 가능하다"며 "현재 학계에서는 인체유전학을 이용해 질환의 발생률, 중증도, 진행, 약물에 대한 반응성 등을 분석하기 위한 노력이 다각도로 이뤄지고 있다"고 말했다.

그는 "개인적인 의견으로 많은 사람으로부터 시퀀싱 데이터를 확보하는 것은 기술적으로 비교적 구현이 쉽다. 그러나 양질의 표현형 데이터를 확보하는 것은 의미가 있으면서 어렵다"며 "데이터베이스 밑에 깔려있는 컨셉을 보고 정보의 질을 유지하며 객관적인 근거에 보다 맞춰질 수 있도록 하는 것이 중요하다. 또한 이러한 데이터를 통해 어떠한 질문에 대한 답을 얻을 것인지도 중요하다"고 강조했다.

타가리 부회장은 "바이오의약품의 생산 기술은 크게 발달했지만, 여전히 임상 연구의 실패 확률은 높으며 특히 암이 아닌 질환에서 임상 실패 확률은 더욱 크게 나타나고 있다. 인체 유전학은 보다 적합한 타깃을 선정하고 나은 연구방법을 선택할 수 있도록 도와 신약개발의 성공률을 높여줄 것이다"면서 "또 특정한 표적이 중요하다는 것을 파악할 수 있고, 이후 바이오마커 선택, 환자 선별, 적응적 임상시험(adaptive clinical trials) 설계를 통해 그 기간을 단축시킬 수 있을 것이다"고 기대했다.