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유전자와 검사

유전자와검사

유전자와 검사 : 유전자와 유전자검사에 대한 중요 개념과 문제점 등에 대한 정보를 제공합니다.
유전자와 검사에 대한 리스트
1 일반적 개요 13 예측유전자검사(predictive gene test)에서 얻을 수 있는 정보는 무엇인가?
2 유전자란 무엇인가? 14 예측유전자검사는 어떻게 발전되었나?
3 유전자는 어떤 일을 하는가? 15 암유전자검사는 현재 어느 단계까지 진행되었나?
4 유전자와 질병과의 연관성은 무엇인가? 16 유전자검사의 장점은 무엇인가
5 결함이 있는 유전자가 어떻게 질병을 유발시키는가? 17 유전자검사는 또 어떤 추가적 장점이 있는가?
6 유전자 실수(gene mistakes)는 어떻게 발생하는가? 18 유전자검사의 한계점은 무엇인가?
7 유전형질은 어떻게 질병에 영향을 미치는가? 19 유전자검사의 위험요인은 무엇인가?
8 유전자검사는 무엇인가? 20 유전상담은 왜 받아야 되나?
9 유전자검사는 어떻게 이용되는가? 21 누가 유전상담의 대상자가 되는가?
10 질병을 유발시키는 유전자는 어떻게 확인할 수 있는가? 22 광범위의 유전자검사방법에 있어서 문제점은 무엇인가?
11 유전자검사를 통해 미리 확인 가능한 질병은 무엇인가? 23 유전자검사의 시행유무는 어떻게 결정하는가?
12 유전자와 암과는 어떤 연관성이 있는가? 24 유전자검사에 대한 현재 동향은?
일반적 개요
유전자가 주어진 역할과 기능을 적절히 수행해 나갈 때 인체는 자연스럽게 성장 발달하면서 생명을 유지해 갈 수 있습니다. 그러나 유전 자의 아주 작은 부분이라도 결실되거나 이상이 생긴다면 그로 인하여 각종 기형, 질환, 심한 경우 사망에 이르기까지 다양한 결과를 초 래합니다. 과거 20년 동안의 눈부신 의학의 발전으로 말미암아 유전자들이 어떻게 활동하고 질병과 어떤 연관성을 가지고 있는지에 대 하여 상당 부분 밝혀졌으며, 돌연변이 유전자, 특정 질환과 연관된 유전자 변이 등도 확인이 가능하게 되었습니다. 특정 질환의 원인이 되는 돌연변이 유전자에 대한 검사는 이미 진단적으로 실시되고 있으며, 어떤 유전자에 대해서는 미래에 발병 가능한 질환을 예측할 수 도 있게 되었습니다. 이러한 의학기술의 발달은 과학문명의 발달에 대한 높은 기대치와 더불어 윤리적, 사회적인 관점에서 우려와 걱정 을 가져오게 되었습니다. 예측유전자검사(predictive gene testing)는 병의 조기 발견과 예방을 통하여 수많은 생명을 구할 수 있고 검 사결과에 대해서 개인뿐만 아니라 유전형질을 나누어 가진 친척, 사회 등 전반적으로 광범위한 영향을 미치게 되었습니다. 본 내용에서 는 유전자검사에 대한 중요 개념과 문제점 등에 대해서 자세히 알아보고, 자주 질문되는 검사기술, 검사에 따른 잠재적인 위험요인, 특 정 유전자와 환과의 관계 등에 대한 정보를 제공하고자 합니다.
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유전자란 무엇인가?
유전자는 DNA로 구성된 유전정보단위로서, 세포의 생명현상을 유지하고 특정한 기능을 수행하는데 필요한 모든 단백질을 만들기 위해 완벽한 명령체제를 지시 전달하는 광대한 화학적 정보단위입니다. 각 유전자는 필요한 단백질을 만드는데 암호화된 특수한 명령지시체제를 가지고 있습니다. DNA의 모양은 이중나선구조를 이루고 있고, 각각의 가닥에는 염기라 불리는 수 백 만개의 화학적 구조물 단위(building block)로 구성되어 있습니다. DNA안에는 아데닌, 티아민, 싸이토신, 구아닌 (adenine, thymine, cytosine, guanine)이라는 4개의 화학적 염기가 존재하는데 이 염기의 배열된 순서가 유용한 정보를 결정합니다. 예를 들면, 알파벳이 어떤 순서를 나열되는가에 따라서 단어와 문장이 달라지는 것과 같이 염기서열이 어떻게 배열되는가에 따라서 유전자의 기능이 결정되는 것입니다. DNA의 위치는 우리 인체를 구성하는 기본단위인 세포의 핵 내에 존재하고 있습니다. 핵이 없는 성숙 적혈구세포를 제외하고 한 인간의 모든 세포는 동일한 DNA를 가지고 있습니다. 각 세포는 이중 나선형 모양의 DNA로 이루어진 46개의 염색체를 가지고 있고, 각 염색체는 5천만개에서 2억5천만개의 염기들로 구성되어 있습니다. 각각의 염색체는 아직 그 기능이 알려지지 않은 광대한 양의 DNA를 포함하여 수많은 유전자들로 구성되어 있고, 각 유전자들은 특정 단백질을 만들 수 있도록 코드화 된 명령을 수행하는 일련의 DNA 단위로 이루어져 있습니다. 인체의 유전자는 5만개에서 10만개 정도로 알려져 있고, 각각의 유전자는 수 천에서 수 십만개의 염기로 구성되어 있습니다. 인간의 세포는 22쌍의 상염색체와 한 쌍의 성염색체로 구성되어 있고, 한 세트는 모계로부터, 나머지 한 세트는 부계로부터 유전되는데, 여자는 각 부모에게서 각각의 X 염색체를 전달받고 남자는 모계로부터 X 염색체, 부계로부터 Y 염색체를 물려받습니다.
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유전자는 어떤 일을 하는가?
각각의 세포는 5만개에서 10만개 정도의 유전자를 가지고 있지만, 세포는 선택적으로 유전자를 사용합니다. 어떤 유전자는 세포가 기본적 기능을 하기 위해 필요한 단백질을 만드는 기능을 하는데, 이러한 유전자를 housekeeping genes이라고 합니다. 어떤 유전자들은 태아가 만들어지는 발생 과정에서만 중요한 기능을 하고 그 이후에는 영원히 활동을 중지합니다. 또 다른 유전자로는 조직특이성 유전자(tissue specific genes)라고 하여, 뇌세포나 간조직 세포 등 특정 조직의 세포에만 생성되는 단백질을 암호화하는 기능을 합니다. 이처럼 정상적인 세포는 적절한 시기에 필요한 유전자를 활성화시켜 주어진 기능을 수행하는 것입니다.
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결함이 있는 유전자가 어떻게 질병을 유발시키는가?
건강한 신체는 수 천개의 단백질간의 상호작용에 의해 유지되는데, 이 단백질들은 적정량과 적정 위치에서 함께 기능을 하며, 적절히 기능을 수행하는 각각 단백질들은 정상적인 유전자의 산물입니다. 유전자들은 여러 방식으로 돌연변이를 일으킬 수 있습니다. 가장 흔한 경우는 "잘못된 표기(misspelling)"라고 불리는 DNA에서의 단일 염기의 돌연변이, 즉 점돌연변이(point mutation)이고, 다른 변이들로는 염기의 획득과 소실이 있으며, 때로는 DNA의 긴 부분들이 자기복제를 하거나 사라져 버리는 경우도 있습니다. 어떤 경우 유전자의 점돌연변이는 생겼지만 결과적으로는 차이가 없는데, 이것은 암호화된 단백질의 구조나 기능에 전혀 영향을 주지 않기 때문입니다. 많은 경우 유전자의 변이들은 생성되는 단백질의 특성의 변화를 초래합니다. 어느 정도에서는 단백질이 정상적으로는 기능할 수도 있지만, 약간의 변화가 있는 경우 정상적으로 그 기능을 수행할 수 없게 됩니다. 예를 들면 겸상적혈구 빈혈의 경우 비정상적인 헤모글로빈이 생성되어 낫모양의 적혈구가 형성이 됩니다. 또한 단백질이 전혀 기능을 할 수 없는 경우도 있습니다. 특정한 돌연변이의 결과는 돌연변이가 단백질의 기능을 어떻게 변화시키는가 뿐만 아니라 그 특정 단백질이 기능 범위에도 영향을 줍니다.
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유전자 실수(gene mistakes)는 어떻게 발생하는가?
유전자의 실수 즉, 유전자 돌연변이는 부모로부터 유전되거나 후천적으로 발생합니다. 유전된 돌연변이는 인체내 모든 세포의 DNA에서 존재하는데, 이 돌연변이는 유전자의 돌연변이가 생식세포(germ cells)에서부터 시작되므로 germline mutation이라고 하며, 체세포 분열시 계속적으로 유전되고 다음 세대에 걸쳐서 유전됩니다. Somatic mutations이라고 불리는 후천적 돌연변이는 이차적으로 얻어진 DNA의 변화로서, 주로 DNA 복제나 세포분열시 돌연변이가 잘 발생하고 이렇게 변이된 유전자를 가진 세포는 세포분열때마다 변이 유전자를 분열된 세포에 전달합니다. 후천적 돌연변이는 방사능이나 독극물에 의한 환경오염에 의해 기인되기도 합니다. 돌연변이는 신체 모든 세포에서 항상 발생할 수 있지만, 각각의 세포는 발생한 돌연변이를 스스로 인식하고 수정하여 다음 세대로 돌연변이가 전달되는 것을 방지하는 놀라운 기능을 가지고 있습니다. 그러나 DNA의 자기수정능력은 실패할 수도 있고 또 세포의 연령이 증가할수록 효율성이 떨어지게 됩니다. 따라서 연령이 증가할수록 유전적 실수(mistakes)는 누적됩니다.
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유전형질은 어떻게 질병에 영향을 미치는가?
유전자는 부모로부터 물려받은 하나씩의 유전자가 모여 짝을 이루고 있고, 각각의 유전자는 대립인자(alleles)로서 존재합니다. 어떤 대립인자가 정상 대립인자에 비해 우세한 경우 그 형질을 우성대립인자라고 합니다. 또한 상대 염색체상에 존재하는 대립인자가 불활성화되거나 소실될 경우에는 열성유전자가 발현이 되게 됩니다.
예를 들면 cystic fibrosis (호흡기계와 소화기계의 장애를 일으키는 질환)에서 비정상적인 점막과 질병의 원인이 되는 유전자가 바로 열성대립형질입니다. 하나의 열성대립유전자만을 가진 사람은 질병이 나타나지 않는데 이것은 보통의 대립인자가 우세하기 때문입니다. 하지만 이런 사람은 자신의 다음 세대에 50대 50의 확률로 이 열성대립인자를 유전시키는 보인자가 됩니다. 부모가 모두 보인자인 경우, 아이가 두 개의 열성대립인자를 부모로부터 전달받을 확률은 1/4로서 이러한 경우 질병이 유발됩니다. 이러한 확률은 매 임신시마다 1/4입니다. 대부분 열성형질의 돌연변이가 드물다 할지라도 cystic fibrosis나 sickle cell 빈혈증을 포함한 몇몇의 질병은 어떤 민족에서는 흔하게 발병합니다. 대부분의 질환은 단순한 유전 형식을 따르지 않습니다. 유전자의 기능 수행에는 다양한 요소가 영향을 미치고, 모든 변이된 대립인자가 항상 질병을 일으키는 것은 아닙니다. 예를 들면, BRCA1 유방암 유발유전자는 우성대립인자임에도 불구하고, 65세까지 발병될 확률은 100%가 아니라 80%에 불과합니다. 주어진 유전자 변이가 질병을 일으킬 가능성은 투과도(penetrance)와 연관되어 나타납니다. Cystic fibrosis의 경우, 동일 유전자 내에서도 각각 다른 변이들은 다양한 표현형과 임상소견을 나타냅니다. 또한 각각 다른 여러 유전자들의 변이로 인해 여러 유형의 알츠하이머 병을 유발합니다. 어떤 질환의 경우에는 2개 이상의 유전자가 동시에 변이를 일으켜야 발병됩니다. 단순한 유전 형식을 따르지 않은 또 한 예로서 각인(imprinting)이라는 현상이 있는데, 각인은 부계나 모계의 대립인자들 중에 어느 대립인자가 활성화될 것인지 또는 불활성화되는지를 결정하는 유전 현상입니다.
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유전자검사는 무엇인가?
유전자검사에는 타액 같은 체액, 조직 또는 혈액에서 분리한 세포로부터 DNA를 추출하여 어떤 질환과 연관된 유전자를 검사하는 분자생물학적 유전자검사가 있습니다. 이러한 검사는 아주 미세한 양의 DNA가 추가 또는 소실되거나 염기서열이 변이되는 것을 검출할 수 있고, 이러한 DNA상의 변화로 인해 유전자 발현이 증가되기도 하고 불활성화되기도 합니다. 또한 현미경상에서 염색체의 수적인 변화나 구조적 이상을 보는 세포유전학적 검사가 있는데, 이것은 대량의 DNA 변화를 보는 것입니다. 염색체나 유전자를 연구하는 것 외에 넓은 의미의 유전자검사에는 비정상 유전자의 산물인 단백질의 존재 유무에 대한 생화학 검사가 포함됩니다.
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유전자검사는 어떻게 이용되는가?
유전자검사는 질병에 대한 조기 진단과 의심되는 돌연변이에 대해 개인 또는 가족에서 확진하기 위해 사용됩니다.

가장 많이 알려진 유전자검사는 신생아선별검사(newborn screening)입니다. 매년 미국에서는 약 4백만명의 신생아들이 혈액 채취를 통해 유전자검사를 실시하고 있고 우리나라에서도 신생아선별검사(newborn screening)를 시행하고 있습니다. 대표적인 대상 질환으로는 페닐케톤뇨증이라는 신생아대사이상장애, 선천성 갑상선기능저하 등이 있습니다.

호발하는 민족에 따라 cystic fibrosis, sickle cell 빈혈, Tay-Sachs 병과 같은 열성대립인자로 유전되는 질환의 경우, 배우자들은 보인자 유무를 확인하기 위하여 검사할 수 있습니다. 또한 다운 증후군과 같은 질환의 산전 진단을 위해 유전자(염색체)검사를 시행할 수 있습니다.

임상연구 프로그램에서는 암으로의 진행 가능성이 있는 세포에서 DNA 변화를 확인하기 위해 유전자검사를 사용하기도 합니다. 이러한 검사는 familial adenomatous polyposis 유전자를 이용하여 결장암의 조기발견에 사용하고, p53 종양억제유전자는 여러 종류의 백혈병에서 예후를 추정하는데 이용됩니다.

현재 예측유전자검사는 증상 발현전 조기 진단 측면에서 많은 관심이 집중되고 있습니다.
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질병을 유발시키는 유전자는 어떻게 확인할 수 있는가?
약 50,000에서 100,000개의 유전자를 포함하여 인체의 전체 염기서열을 알아내어 인간 유전체(게놈)의 유전자 지도를 만드는 것이 `인간게놈프로젝트'로서, 15개 국가가 참여하여 거의 완성단계에 있습니다. 미국의 경우 보건국 산하 인간게놈조사연구소(NIH)와 에너지국 산하 건강환경조사기관을 통해 작업을 수행하고 있습니다. 과학자들은 이 유전자 지도의 완성이 의료계와 생명의학연구에 획기적인 혁명적 변화를 가져오리라 예상하고 있습니다. 이 프로젝트는 유전자 지도(genome maps)의 완성에 초점을 두고 있으며, 이 지도는 염색체에서의 유전자들의 배열순서, 유전표시, 그리고 다른 경계 마크 등에 대해서 기술될 것입니다.

관계지도(linkage map)는 recombination(재결합) 또는 crossing-over(상호교차반응)라고 불리는 현상을 이용합니다. 정자와 난자의 각 감수분열단계에서 부계와 모계 염색체가 짝을 이루는 과정이 있는데 이 과정에서 상동염색체간의 일부분에서 교환작용이 일어나게 됩니다. 염색체상에서 물리적으로 멀리 떨어져 있는 것보다 가까이 위치한 유전자와 유전자표지(marker)가 서로 밀접히 연결되어 있습니다. 1994년에 세계의 연구자들이 5,000개 이상의 유전자표지(marker)와 400개 이상의 유전자의 포괄적인 연관성을 보여주는 지도도표를 발표했습니다. 과학자들이 염색체상의 상대적으로 협소한 부분에 유전자를 배치하는데 이 유전자 지도를 사용한 후, 유전자들의 보다 정확한 위치를 파악하기 위해 가까운 부위를 다시 조사합니다. 이러한 일을 하기 위해서 과학자들은 물리적인 지도에 의존합니다.

이 지도를 완성하기 위해 하나의 염색체, 아니면 유전체 전부는 먼저 DNA의 작은 부분들로 분리됩니다. 그리고 과학자들은 이 조각들을 실험실에서 수백만의 보다 구분되는 DNA부분을 얻기 위해 복제(copy or clone)합니다. 그 다음 이미 존재하는 염기서열에 따라 이 복제된 것들을 순서를 맞추는 작업을 하게 됩니다. 이런 contings 라고 불리는 독특하고 정렬된 DNA 조각들의 알려진 유전 내용물과 위치에 대한 정보는 컴퓨터에 저장되고, 반면 이 정렬된 조각들 그 자체의 복제는 실험실의 냉장고에 보관 저장됩니다. 유전관계를 보여주는 지도(genetic linkage map)상 유전자가 어떤 특정위치에 있는 것을 보여줄 때, 과학자들은 바로 유전자가 저장되어 있는 냉장고로 가서 관심 있는 복제품을 꺼내 연구하여 DNA sequence 연결성을 밝히는데 사용합니다. 실제로, 유전자에 있는 모든 염기의 각각의 순서를 확인하는 검사를 시행합니다.

갈수록 자세해지는 유전자 지도, 복잡한 DNA 염기서열(sequencing)기술과 장비 덕분에, 한 달에 몇 개꼴로 새 질병 유전자를 분리시키고 지도에 표시할 수 있게 되었습니다. 2003년까지 과학자들은 50,000개에서 100,000개에 이르는 유전자 각각의 위치를 알아내고 정확한 염기서열을 확인할 수 있기를 기대하고 있습니다.
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유전자검사를 통해 미리 확인 가능한 질병은 무엇인가?
각종 예측유전자검사(predictive gene test)는 가계에 전승되는 잘못된 유전자(fault gene)로 인한 질환을 미리 찾아내는 검사입니다.

변이를 가진 유전자가 정자나 난자 등의 생식세포를 통해 다음 세대로 전달되었을 때, 돌연변이는 모든 체세포에 나타나게 됩니다. 따라서 혈액 검체의 백혈구를 통해서도 돌연변이 유전자를 발견할 수 있습니다.

현재 Tay-Sachs 와 cystic fibrosis라는 질환은 유전자검사를 통한 진단을 내리고 있으며, 그외 amyotrophic lateral sclerosis, 치명적인 유전병인 루게릭병, 중년에 발병하기 시작하여 치매에서 죽음에 이르게 되는 Huntington병 , 몇 가지 유형의 알츠하이머병, 중증의 콜레스테롤혈증, 종양질환 등 많은 질환에서 조기진단을 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있습니다.

가계 유전되는 몇 가지 유형의 암에서 암을 유발시키는 유전자가 확인되었습니다. 이러한 암은 비교적 드문 편이나, retinoblastoma, Wilm's tumor, 5세 이전에 나타나는 신장암, 가족성으로 소아와 젊은 사람에서 특정 암으로 진행되는 Li-Fraumeni 증후군, 뼈나 사지에 발병하는 sarcomas , 뇌종양, 급성백혈병, 유방암 등이 해당됩니다. 1993년 과학자들은 familial adenomatous polyposis 를 일으키는 유전자를 확인했는데 이는 결장암 환자의 약 1%에 해당됩니다.

좀더 최근에는 과학자들이 결장암과 유방암 등에서 암의 유전적 성질과 관련이 있는 유전자 돌연변이를 확인하였습니다. 이런 돌연변이의 유전자를 가진 가족들은 다른 암에도 상당한 위험을 가지는데, 특히 유방암 발생유전자인 BRCA1을 가진 여성은 난소암에도 걸릴 수 있습니다. 암유전자를 전달받은 사람은 더 젊은 연령에서 암에 걸리기 쉬우며, 암으로 진행하려면 정상대립인자가 소실되거나 불활성화되어야 합니다.

가계로 유전되는 암은 전체 암 발생의 5~10% 정도를 차지합니다. 유방암 또는 결장암, 특히 노령에 발생한 암들은 대부분 후천적으로 획득된 돌연변이에 의해서 발병되지만, 유방암과 결장암과 같은 경우는 전체 유병율이 매우 높기 때문에 암유전자에 의해 가계 유전되는 경우의 빈도는 상당수를 차지합니다. 서양 여성의 경우 약 300명중 한 명의 빈도로 유방암 발생가능 유전자의 유전된 돌연변이를 보유하고 있습니다.
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유전자와 암과는 어떤 연관성이 있는가?
암은 유전자가 변이되어 생기는 병이라고 할 수 있습니다. 세포의 복제를 정해진 순서에 의해 조절하는 유전자가 손상되고 이로 인해 세포가 무제한으로 증식하여 결국 근접해 있는 정상조직까지 침범하며 전신으로 전이되는 것입니다.

암은 변형된 유전자에 의해 발생하기 때문에 유전적이라고 할 수 있지만, 사실은 매우 소수의 암만 유전됩니다. 생식세포에 돌연변이가 내재할 경우 이 돌연변이는 세대에 걸쳐 전이되고 모든 체세포에 존재합니다. 그러나 대부분의 암은 한 개인의 일생을 통해서 후천적으로 예측불허의 유전자변이에 의해 발생되는데 이것은 세포분열시 자가실수나 방사선이나 화학물과 같은 환경적 자극물질에 의해 기인됩니다.

암은 대개 단일세포에서 발생됩니다. 단일 암세포는 처음에 정상이었다가 여러 과정에 걸쳐서 반 비정상, 비정상으로 진행하는데, 각 과정마다 하나의 다른 유전자나 유전자 덩어리에 의해서 통제됩니다. 발암유전자는 대개 세포의 증식을 촉진시키는데, 돌연변이가 생기면 대량으로 세포를 분열하게 만듭니다. 종양억제유전자는 정상적으로 세포의 성장을 막아 세포증식을 조절하는 역할을 하는데, 이 유전자가 소실되거나 활동하지 못하는 경우 세포가 무한으로 증식됩니다. 유방암, 난소암, Li - Fraumeni증후군, retinoblastoma, Wilm's 종양, familial adenomatous polyposis 등의 주 발병원인은 종양억제유전자가 제 기능을 못하게 되는 경우입니다. DNA 복구유전자(DNA repair genes)가 오류를 일으킬 경우 DNA 복제시 발생되는 실수를 수정하지 못해서 암이 유발되는데 이것은 인체 여러 곳에서 돌연변이가 존재하도록 만듭니다.
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예측유전자검사(predictive gene test)에서 얻을 수 있는 정보는 무엇인가?
정확한 유전자검사를 통해 질병과 연관된 유전자의 돌연변이를 알 수 있습니다. 만약 돌연변이 유전자의 보인자라면, 다양한 요인들이 유전자의 표현율에 영향을 미칠 수 있다는 것과 또한 실제로 발병할 가능성이 어느 정도라는 것에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 효과적인 예방조치를 하지 않는다면, familial adenomatous polyposis 유전자를 가진 거의 모든 사람은 결국 결장암에 걸릴 것입니다. BRCA 1 유방암 유전인자를 가진 여성의 경우는 65세까지 약 80%의 확률로 유방암이 발생하지만 절대적 수치는 아닙니다.

물론 가족구성원중 그 질병 유전자를 갖지 않은 사람도 그 질병의 위험이 전혀 없다고는 할 수 없으며, 다른 사람과 마찬가지로 이들 가족구성원들도 사는 동안 유방암 유전인자와 비슷한 돌연변이를 가질 수 있으며 또한 유전되었지만 알려지지 않은 질병가능인자를 가질 수도 있습니다.
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예측유전자검사는 어떻게 발전되었나?
과학자들은 여러 세대가 포함된 질환 가족의 구성원들로부터 채취한 DNA 검체를 가지고 연구를 시작하여 결장암과 같은 질병에서 유전자를 밝혀냈습니다. 일관된 유전 질병을 가지면서도 정상인에서는 발견되지 않는 DNA 상의 유사한 부분을 보이는 유전표시를 찾아서, 발굴하고자 하는 DNA의 부분으로 범위를 좁혀 들여가고, 후보 유전자들을 추출하여 구체적인 돌연변이 유전자를 찾아냅니다. 어떤 특정 유전자의 위치를 확인하기 전에 연결된 유전표시가 연구 중인 가족구성원을 테스트하는데 쓰일 수 있습니다. 보다 많은 사람들을 검사하기 위해서는 유전자 그 자체를 발견하는 것이 필요합니다. 유전자고속도로(highway)가 너무 광범위하기 때문에, 이 작업은 상당한 시간과 노력을 필요로 합니다. Huntington병의 경우, 연결표시에서 유전자로 들어가는데 10년이라는 시간이 걸렸습니다.

일단 질병 유전자의 구조가 밝혀지면, 과학자들은 알려진 유전자 부분과 일치되는 단일 길이의 DNA 소식자(probe)를 만들고 유전자조사를 완성할 수 있습니다.(이것은 두 개로 연결된 DNA에서 하나의 adenine이 항상 thymine 과 짝을 이루고 guanine은 cytosine과 짝을 이루기 때문에 가능합니다). 단일염기서열의 소식자는 상보적인 유전자의 염기를 찾아 결합하고, 이 소식자에는 방사능물질이 표지되어 있어 소식자와 보합된 유전자를 검출할 수 있습니다. 어떤 질병에서는 같은 유전자 내에서 복수 돌연변이를 나타내기 때문에 유전자검사의 어려움이 있습니다. DNA 보다는 단백질을 찾아내는 기능적인 유전자검사는 돌연변이 유전자의 존재뿐만 아니라 비정상적인 단백질을 만들거나 단백질 생성이 전혀 되지 않는 것을 증명할 수 있습니다.
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암유전자검사는 현재 어느 단계까지 진행되었나?
소수의 특정 암에서 암 검사가 임상적으로 적용되고 있지만, 흔히 발병하는 암에 대한 예측유전자검사는 아직까지 연구 중에 있습니다. 이러한 검사는 확실한 병력이 있는 소수의 가족들에서만 유효하게 사용되고 있으나, 앞으로는 빠른 속도로 밝혀지고 있는 유전자들과 검사 기술상의 혁신과 더불어 유전자검사분야는 매우 빨리 발전해 나갈 것입니다.

현재 임상적으로 이용되고 있는 암유전자검사의 내용은 다음과 같습니다.

조기 유전자검사는 retinoblastoma와 Wilm`s tumor에 대하여 해당 가족을 검사하는 데 사용되고 있습니다. 아주 드문 암과 비슷한 경향의 Li-Fraumeni의 병력을 가진 가족구성원에서 유전자검사를 시행할 수 있습니다. 그러나 유전자검사를 받기를 원하는 사람에서만 가능하며, 또한 전문가가 검사 지원자에게 검사를 통해 얻을 수 있는 이익과 위험성에 대하여 충분히 설명을 해 주어야 합니다. 수백개의 결장 폴립을 만드는 familial adenomatous polyposis를 유발하는 유전자에 대하여 검사할 수 있는데 이 폴립들이 제거되지 않는다면 암으로 진행될 수 있습니다. Hereditary nonpolyposis colon cancer(HNPCC)와 같은 훨씬 빈도가 높은 유형의 결장암에 대한 예측유전자들을 고위험군 가족에서 검출할 수 있습니다. 이 유전자 변이들은 약 백만명의 미국인들이 보유하고 있는 것으로 추정되며, 모든 유전성 결장암의 약 90%를 차지하고, 미국에서 매년 결장암으로 진단받은 160,000 여명의 15%가 이들 유전자에 의해서 발병됩니다. 이 유전자들은 자궁암, 위암, 난소암, 직장암, 담낭암, 신장암, 요도암 등과 연관되어 있습니다. 두 세대 이상에 걸쳐서 최소 50세 전에 3명 이상의 가족구성원에서 이러한 종양이 발병되었다면 고위험군 가계라고 간주할 수 있으며, 유전자검사를 받을 필요가 있습니다. BRCA1 유전자 돌연변이는 유전성 유방암이나 난소암의 발병을 예측합니다. 미국의 경우 17번 염색체상의 변이된 BRCA1 유전자에 의한 유방암은 매년이 예상되는 유방암 182,000명 중 5%를 차지하며, 1/4 정도가 45세 이하에서 발병됩니다. 유방암 발병률이 높은 가족의 50% 정도와 젊은 연령에서 발병한 유방암과 난소암의 병력을 가진 가족의 최소한 80%에서 변이된 BRCA1 유전자가 발견되어 집니다. 혈액검사를 통해서 유전자를 검출할 수 있지만, 검사를 시행하기 전에 BRCA1 돌연변이를 가진 보인자의 적절한 관리에 대한 중요한 질문들이 선행됩니다. 최근에는 BRCA2 라고 명명된 2번째 유방암 유전자가 13번 염색체상에서 발견되었습니다. Melenoma, 백혈병, 갑상선과 신장에서의 암과 관련된 유전자들이 보고 되었으며, 더 많은 종류의 유전자를 찾기 위한 연구가 활발히 진행되고 있습니다.
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유전자검사의 장점은 무엇인가?
유전질병에 걸릴 위험을 가진 사람들은 자신의 미래와 자녀들의 미래에 대하여 항상 불안속에서 살아가고 있습니다. 유전자검사를 통하여 유전질환에 대해 안전하다는 검사결과는 고위험군에 있던 사람들에게 깊은 안도감을 주며, 암에 대한 정기적 검사와 매년 시행하는 대장경 검사 등이 필요없게 됩니다.

양성결과, 즉 질병 유전자를 가진 경우에도 긍정적인 측면이 있습니다. 일단 불확실성이 없어지고, 자신의 미래에 대한 결정을 내릴 수 있는 정보가 조기에 제공되며, 위험 요인들을 감소시키기 위한 중재와 상담의 기회를 가질 수 있습니다. 결장암의 경우, 종양이 조기에 발견되었을 때 완치율이 매우 높으므로 매년 검진을 시행하여 조기에 암을 발견하여 암으로 인한 사망을 예방할 수 있으며, 고섬유질 저지방 식이요법과 규칙적인 운동을 수행하여 보다 건강한 삶을 영위할 수 있게 합니다.
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유전자검사의 한계점은 무엇인가?
첫째, 현재의 유전자검사는 유전성 유방암, 결장암의 위험이 높은 모든 사람들에게 만족스러운 상태는 아닙니다. 몇몇 가계에서는 단지 유전에 의한 것 보다는 다양한 환경적 요인에 의해 발병한 양상을 보입니다. BRCA1 유전자 변이를 예로 들면, 유전성 유방암을 가진 가계의 절반 정도에서만 이 유전자가 발견되었습니다

둘째, 유전자검사 기술의 비약적인 발전에도 불구하고, 돌연변이 유전자 확인에는 아직 많은 어려움이 있습니다. 많은 연구자들이 관심을 갖는 유전자는 그 수가 엄청나게 많고, 유전자 변이는 어느 부위에서도 발생 가능합니다. 단일 유전자내에서도 수많은 돌연변이를 가질 수 있으며 여기서 나타나는 돌연변이가 모두 질병에 같은 영향을 주는 것은 아닙니다. 예를 들면, cystic fibrosis 유전자는 300개 이상의 돌연변이중 하나의 돌연변이를 나타내지만, 이 돌연변이들은 증상을 전혀 찾아 볼 수 없는 것에서부터 심한 증상까지 질환의 다양한 중증도를 결정합니다. 따라서, 유전자검사의 양성반응이 당장 질환의 발병을 의미하지 않는 것과 마찬가지로 음성반응-흔한 돌연변이 부위만 검사할 경우-이 유전질환을 완전히 배제할 수 있다고는 할 수 없습니다. 결국, 예측유전자검사(predictive gene test)는 가능성을 다루는 것이지 확진이 아닌 것입니다. 유전성 유방암의 발병 유전자를 가지더라도 발병하지 않고 건강하게 사는 사람이 있는데 이에 대한 확실한 이유는 밝혀지지 않았지만, 다른 유전자의 영향이나 환경적 요인이 작용되었을 수 있습니다.

가장 중요한 유전자검사의 한계는 검사를 통해 얻은 정보가 진단 및 치료와 종종 일치하지 않는다는 것입니다. 많은 질병과 여러 종류의 암은 최적의 선별 검사가 아직 미흡하기 때문에 종종 잘 알려진 예측 증상을 가진 경우에도 조기 진단이 가능하지 않을 수 있습니다. 유방촬영술(mammography)은 유방암의 조기 진단에 매우 유용하지만 유방암의 예방적인 차원에서는 진단할 수 없습니다. 확실한 예방은 고비용의 광범위한 수술을 통한 유방 절제이지만 이 절제 수술조차도 유방암 세포를 완전히 제거하지는 못 합니다. 유전성 난소암의 경우에도 현재의 기술로는 조기 발견이 어렵기 때문에, 고위험가계 여성의 경우 예방차원에서 난소를 제거하기도 합니다. 그러나 어떠한 예방적 수술도 난소암 발생을 완전히 예방한 것은 아닙니다. 현재 수많은 과학자들이 암예방을 목적으로 활발한 연구를 진행하고 있습니다.
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유전자검사의 위험요인은 무엇인가?
유전자검사의 물리적인 위험은 혈액을 채취할 때 정도로 아주 경미합니다. 그러나 검사결과가 어떻게 개인의 인생에 변화를 줄 것인가 하는 것이 잠재적 위험입니다. 심리적 충격 자신이 심각한 질병을 가질 수도 있다는 것을 알게 됨으로서 오는 감정의 변화가 있습니다. 가족력을 가진 경우 가까운 가족구성원들이 질병으로 고통받고 희생되는 과정을 지켜 보았기 때문에 질병유전자를 가지고 있다는 사실만으로도 절망하게 됩니다.

암진단 검사가 초래하는 결과에 대한 연구중의 하나로서, 암보인자를 가진 것으로 진단받은 여성들은 보통 3~6주후에 만성적 근심, 혼란, 수면장애를 경험한다고 보고하고 있습니다. 보인자가 아닌 경우라도 반수에서는 위험해질지도 모른다는 불안한 생각을 계속한다고 합니다.

가족관계 다른 질병에 대한 검사들과는 달리 유전자검사는 검사 대상자뿐만 아니라 가족들에게도 검사와 결과에 대한 정보를 제공하게 됩니다. 예를 들면, 아기가 sickle cell 빈혈증 유전자검사에서 양성반응을 보인 경우 부모 중 한명은 보인자인 것을 의미합니다. 이것은 혈친 또는 입양 등 가족간의 비밀을 노출시키게 됩니다. 이러한 검사결과는 가족 상호간에 영향을 끼치게 되는데, 보인자는 자신이 질병 유전자를 전달시켰다는 사실에 자책과 분노를 가지게 되고 보인자가 아닌 가족은 죄책감으로부터 벗어날 수 있습니다.

가족들간의 갈등 문제는 많은 가족 구성원을 필요로 하는 유전자 연관성 검사(genetic linkage test)와 같은 연구프로그램에서 특히 잘 나타납니다. 어떤 사람들은 아예 검사 자체를 거부하거나 결과에 대해 알고 싶어하지 않습니다. 검사를 받고자 하는 사람은 그들의 병에 대해 인척이 어떻게 느끼는지, 자신들에 대한 정보가 다른 사람에게 알려져야 하는 것인지 궁금해합니다. 유전자검사를 받고 싶어하는 사람은 다른 가족들이 검사결과를 알고 싶어하는지 아닌지에 대해서도 한번 생각해 보아야 합니다. 그들이 알고 싶어 할까? 배우자, 아이들, 부모, 약혼자, 누구에게 이야기해야 하나? 위험 가계에 있는 사람은 결혼 전 검사를 받아보아야 하는가? 양성결과는 그들 관계에 무엇을 의미하는가? 가족 누군가가 검사 결과를 알기를 거부한다면, 이러한 요구는 어떻게 존중되어져야 하는가? 등에 대한 생각을 해 보아야 할 것입니다.

의학적 선택 암을 유발시킬 수 있는 유전자를 가진 사람은 아직 그 효과가 입증되지 않았거나 잠정적으로 위험한 결과를 초래할 수 있는 장기간의 예방방법, 치료방법 등을 선택할 수 있습니다. 예를 들면, 유방암을 일으키는 BRCA1 돌연변이 유전자에 대해서 검사받았던 첫 번째 가족에서 어떤 여성들은 출산을 마친 후에 유방과 난소를 제거하는 수술을 시행하였지만 다른 가족들은 수술에 대해 관심이 없었습니다.

사생활 보장 우리의 유전자는 우리 자신과 친척들에 관하여 백과사전과도 같은 방대한 정보를 가지고 있습니다. 누가 이런 정보에 관여해야 하는가? 암에 걸리기 쉬운 소인을 가지고 있다는 정보가 알려져야 하는가, 말아야 하는가? 가장 우려스러운 점은 이런 정보들이 개인의 사생활을 침해하는 수단으로 사용될 수 있다는 것입니다. 이러한 정보가 누출된다면 건강보험가입을 거부당할 것이고 직업이나 승진의 기회을 잃을 수 있고 또는 입양대상에서 처음부터 제외될 수 있습니다. 유전자검사에 대한 비밀은 보장되어져야 하지만 철저한 비밀보장은 정보에 접근하기가 어려운 점도 있습니다. 병원 검사결과는 보통 개인의 의료기록에 포함되는데, 유전자검사 결과가 비밀리에 관리된다 하더라도 개인이 다른 의학적 검사를 위해 병원을 자주 방문하다보면 정보가 유출될 수 있습니다.
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유전상담은 왜 받아야 되나?
예측유전자에 대한 검사를 시행하는 복잡한 프로그램에서 유전 상담은 아주 중요한 역할을 차지하고 있습니다. 유전상담 전문가는 환자가 검사결과를 받기 전과 받는 순간, 그리고 받고 나서 몇 주 또는 몇 개월이 지난 후에 환자와 상담을 하게 됩니다. 검사 전, 상담전문가는 환자가 양성 반응 가능성에 대해서 심리적으로 어느 정도 준비가 되어있는지를 확인하고 환자가 동의할 수 있을 만큼 사전에 충분한 정보가 제공되었는지를 확인해야 됩니다. 개인이 검사를 받고 싶어하면 상담전문가는 테스트 결과에 개인과 가족이 적응할 수 있도록 돕고, 예방과 조기발견 방법 등 가능한 취할 수 있는 모든 조치에 대해서 환자와 가족들이 준비하도록 도와야 합니다.
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누가 유전상담의 대상자가 되는가?
암에 대한 예측유전자검사는 암유전자를 유전받아 암으로 발병할 위험이 있는 사람들을 검출하기 위한 검사입니다. 최우선 대상자는 유전적 연관성 분석을 밝히는 연구에 참여한 가족인데, 이 연구에서 검사는 특별히 그들의 DNA 상의 유전자와 유전자 표시를 찾아내는 것을 목적으로 합니다. 일단 유전자가 분리되고 검사가 시작되면, 검사는 좀더 많은 사람들에게서 실행가능해 집니다. 최우선 대상자로는 최소한 두 세대 이상에 걸쳐 여러명의 이환된 가족구성원을 가진 고위험 가계입니다. 다음 대상자는 많지는 않지만 한명 또는 두명 정도의 이환된 구성원을 가진 가족입니다.

곧 유전성 결장암과 유방암의 몇가지 유형에 대한 검사가 일반에게 제공될 것입니다. 검사의 목적은 질병을 유발할 수 있는 돌연변이를 가진 개인을 진단하는 것입니다. 이런 검사의 대상은 가족력이 확실하지 않으면서 변이된 유전자를 갖거나 태아 단계에서 변이된 유전자를 가진 사람들이 포함됩니다.

반드시 상기해야 할 사항은 암 예측유전자검사는 암에 걸릴 위험이 있는 소수의 사람들에서만 검출이 가능하다는 것입니다. 대부분의 암은 유전되지 않고, 대부분의 암환자는 유전성 유전자 변이를 갖고 있지 않습니다.
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광범위의 유전자검사 방법에 있어서 문제점은 무엇인가?
예측유전자검사 검사를 일반화시키기 전에, 전문가들과 사회는 기술적, 도덕적, 경제적 관심에 대한 이해가 있어야 합니다. 이러한 문제들은 연구프로그램을 수행하는데 있어서 세심하게 논의되어야 하며 해답을 얻는데는 어느 정도 시간이 소요될 것입니다. 현재 과학자들은 간단하고 정확하고 저렴한 검사방법을 개발하기 위해 연구하고 있습니다. 검사가 많은 사람에게 적용되는 것이 필요하고 암 소인성이 다른 유전적, 환경적인 요인에 의해 유발된 것이 아니라 유전자 돌연변이 자체에 의해 발생한다는 것을 확인시키는 것이 중요합니다. 좀 더 많은 사람들을 대상으로 암유발 유전자들을 비교함으로서 어떤 유전자 변이가 중요하고 질병발생을 정확히 예측할 수가 있는지 알게 됩니다.

유전자검사를 원하는 수천 수백의 사람에서 검사를 시행하는 것은 현재 제한된 장비와 인력으로는 어려움이 많습니다. 검사실에서는 새로운 기술개발에 몰두하고 검사의 정확성과 정도관리가 필요합니다.

유전상담을 제공할 수 있는 전문가의 수 또한 매우 부족한 현실입니다. 유전자검사를 받고자 하는 사람은 현명한 결정을 내리고 심리적인 스트레스를 견디기 위하여 자세한 정보와 안내를 필요로 합니다. 미국의 경우 이미 1,200 여명의 유전상담가가 있는데 주로 의사와 간호사로서, 이들이 유전상담과 교육을 담당하고 있습니다.

유전자검사는 비밀누출과 차별화 등 많은 윤리적 문제를 유발시키고 있습니다. 미국 국립보건원에서는 유전학의 비약적인 발전으로 촉발된 윤리적 문제에 대한 연구를 지원하여 사람들을 차별로부터 보호하는 법안과 규제를 만드는 것을 시도하고 있습니다. 미국의 일부 주에서는 이미 건강보험 차별금지와 사생활을 보장하는 법안을 통과 시켰으며, 유전정보가 상대방 동의하에 공개됨을 보장하는 법안에 대한 연구가 현재 진행 중에 있습니다.
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유전자검사의 시행유무는 어떻게 결정하는가?
1994년에, Time 지와 CNN 방송이 일반사람들을 대상으로 그들이 살아가면서 발병할 수 있는 질병에 대해서 알 수 있는 유전자검사를 받을 것인지 아닌지에 대한 여론조사를 실시했습니다. 결과는 50%씩 긍정과 부정의 의견이 나왔습니다. 검사를 받고자 하는 것은 개인적인 결정이며 자발적이어야 합니다. 자신에 대한 유전 정보가 필요하다면 검사를 받는 것이지, 자신의 의지가 아닌 친척이나 보험회사, 그 어떤 사람으로부터도 압력을 받아서는 안됩니다.

또한, 검사결과가 의학적인 측면에서 직접 도움이 되지 않는다면, 전문가들은 부모를 설득하여 자녀들이 검사를 받지 않도록 해야 합니다. 성인기에 발병하는 질환에 있어서는 자녀의 유전적 상황을 어렸을 때 아는 것이 질병의 발생과 치료에 아무런 도움을 주지 않습니다. 유전자검사에 대한 결정은 본인이 충분히 성숙하여 결과를 이해하고 주어진 상황을 판단할 수 있을 때까지 개인적 차원으로 남겨져야 합니다.

유전자검사를 받고자 하는 결정은 상당히 복잡하고 심각한 결과를 초래할 수 있는 문제이므로 사전에 충분한 준비와 심사숙고가 필요합니다. 검사결과에 따른 조치중 매우 중요하게 고려되어져야 하는 사항으로는, 양성결과가 나올 경우 조기 발견 방법이나 예방에 대한 대책이 있는가 하는 것입니다. 만약 예방이나 치료에 대한 가망이 없다면 환자에게 심한 마음의 상처를 주고 절망감을 줄 수 있기 때문입니다. 한 예로서 Huntington 병의 경우, 많은 가족들이 처음에는 검사에 대해 상당한 관심을 보이지만, 막상 검사 시작시엔 매우 적은 가족만이 검사를 시행합니다. 그러나 예방, 조기발견, 치료의 가능성이 있는 유방암, 결장암의 경우는 다릅니다. 실제로, 유방암유전자 연구프로그램에 의하면 DNA 검체를 제공한 사람들 대부분이 검사결과에 대해서 알기를 희망했습니다.
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유전자검사에 대한 현재 동향은?
현재 많은 전통적인 유전질환에 대하여 유전자 검사법들이 개발되어, 산전, 증상발현전, 보인자 진단이 가능하게 되었고, 유전자 기술이 발달되어 혁신적인 치료법도 개발되고 있습니다. 또한 암 유전자검사의 유용성은 암의 조기발견과 예방 및 치료에 도움을 줄 수 있습니다., 유방촬영술, 전립선검사, 피부검사, Pap 검사 등 정기적으로 실시하는 검사들과 건강한 생활습관은 모든 사람들에게 대단히 중요하며, 과도한 햇빛노출, 불필요한 방사능 접촉 등의 이미 암을 유발시킬 수 있다고 알려져 있는 유발인자를 피하는 것 역시 중요합니다.

유전자검사가 가능하다면, 당신은 어떤 선택을 하겠습니까? 당신의 가족을 검사 받게 하겠습니까? 당신은 어떤 행동을 할 것으로 생각됩니까 ? 사생활 보호와 차별 문제에 대해 우리 사회가 어떤 역할을 할 수 있는지에 대해서도 생각해 보아야 할 것입니다. 많은 유전자가 발견되고 있으나 일반인에게 광범위한 검사가 제공되고 있지 않는 현시점은 이제 다가올 미래를 준비하기 위한 시작에 불과합니다.
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