[기초의학과] “ 임신전 유전병·염색체 이상의 예방조치 ”

강 인 수 삼성제일병원 착상전 유전진단클리닉

유전질환이 있는 가계에서 보인자 또는 이환된 환자들은 자신들의 자녀에게 유전병이 대대로 유전되는 것이 매우 걱정이다.  보인자 상태에서 아무 대비없이 유전병에 이환된 자녀를 출산한 가정에서는 더 이상 임신을 포기하기도 한다.  염색체 이상을 갖는 태아가 반복적으로 임신되어 습관성 유산이 되거나 다운증후군 같은 기형아가 출생할 수도 있다. 이러한 유전병이나 염색체 이상을 예방하기 위한 방법으로 기존의 산전진단 대신 임신 전에 예방할 수 있는 방법이 시행되고 있다. 삼성제일병원 착상전유전진단클리닉은 첨단 체외수정 (시험관아기) 기술과 단일 세포 유전진단 기법을 접목하여 수정란이 착상되기 전에 미리 유전진단을 하여 정상 수정란만을 이식함으로써 유전병 또는 염색체이상을 임신 전에 예방하는 치료를 시행하고 있다.    착상전 유전진단 (Preimplantation genetic diagnosis:PGD) 이란? 수정란이 자궁에 착상되기 전에 수정란의 할구세포 하나를 생검하여, 유전병의 원인이 되는 유전자 진단 또는 염색체 이상에 대한 진단을 하고 그 결과 정상적인 수정란만을 자궁내에 이식함으로써 유전병이나 염색체 이상으로 생기는 반복적 유산이나 기형아 임신을 예방하는 방법이다.   이는 체외수정 시술과 산전 유전진단 기법을 결합한 방법이라 할 수 있는데, 체외 수정시 난자의 극체 (polar body)나 수정란의 할구세포 하나를 떼내어 유전진단 또는 염색체 이상에 대한 진단을 정상으로 진단된 수정란을 선별적으로 자궁에 이식하여 정상적인 임신을 시도한다.   임신 후에 시행하던 기존의 산전진단에 비해 착상전유전진단의 장점은 유전병이 발현될 태아가 임신되는 것을 착상 이전에 차단함으로써, 유산에 따르는 산모의 정신적인 고통과 신체적인 부담, 합병증을 피할 수 있다. 착상전 유전진단은 1989년 영국 A.H. Handyside가 처음으로 X-linked recessive 질환을 가진 가계의 부부에서 시도하여 정상 또는 보인자가 될 배아를 선택적으로 이식하여 첫 임신이 되었다.   착상전 유전진단의 시도가 지금까지 제한적이었는데 그 이유는 첫째로 단일세포를 이용한 진단이기 때문에 분자 유전학적 진단이 안정적으로 정확히 수행될 수 있어야 하며, 둘째로 광범위하고 다양한 염색체이상 및 유전질환 각각의 진단에 적합한 FISH나 PCR 기법을 수립하여야 하기 때문에 매우 고도의 기술을 요하며, 시험관아기 시술과정에서 안정적인 배양조건등이 요구되기 때문이다.   현재까지 본원에서는 약 200예 이상에서 착상전 유전진단이 시행된 바 있으며, 염색체 전좌, 클라인펠터 증후군 및 유전병에서는 척수성 근위축증(Spinal muscular atrophy), 듀셴씨 근이양증, 수포성 표피박리증(Epidermolysis bullosa) 등에서 시도되어 성공적인 결과를 거두고 있다.        어떤 경우에 착상전 유전진단을 시도하나? 대별하면 염색체 이상이 있는 경우와 단일 유전자결손에 의한 유전병들에서 시행된다.  염색체 구조적 이상의 흔한 형태로서 전좌 (translocation)를 들 수 있는데, 다른 염색체의 절단 부분들이 서로 교환되는 상호전좌 (reciprocal translocation) 및 두 염색체가 융합되는 Robertsonian translocation이 있으며, 보인자인 부모는 표현형이 정상이지만 감수분열 및 수정과정에서 염색체 불균형을 가진 수정란이 많이 생기므로 이들 부부는 습관성 유산을 경험하게 된다.   이런 경우에도 Fluorescence in situ hybridization (FISH) 기법으로 정상 염색체나 balanced carrier를 선별하여 착상전 유전진단을 시행할 수 있다.   착상전 유전진단 과정 우선 정확한 원인이 되는 유전자 돌연변이를 진단하여야 하므로 환자 및 가족들의 유전자 진단을 한다. 염색체 이상에서는 부부의 정확한 염색체 핵형분석으로 break point 등 이상부위를 정확히 진단한다. 실제 시술에 들어가기 전에 혈액검사로 단일 혈구세포에서 시험적 진단을 하여 진단법을 확립한 후, 시험관아기 시술 및 착상전 유전진단을 시행하게 된다.   PGD에서는 수정란을 검사해야 하기 때문에 체외수정을 시행해야 한다. 난자 채취일에 정자와 수정을 시키는데 다른 세포의 유전1997년부터 유럽불임학회 산하 착상전유전진단 ESHERE Consortium이 조직되어 세계 25개 center에서의 시술 결과가 취합되고 학술적 교류를 하고 있는데, 국내에서는 유일하게 삼성제일병원이 이에 회원으로 참여하여 활발한 활동을 하고있다.  염색체 전좌(translocation)의 경우 자연 임신 시도로는 자연유산이 87~90%의 높은 비율로 발생하여 습관성 유산이 되며, 임신 초기에 유산이 되어 산전 진단을 할 수 없으므로 착상전 유전진단은 유일한 예방·치료법이 된다.    또한 유전병에 이환된 아기를 낳은 경력이 있거나, 아기의 유전병 위험이 우려되어 피임을 하는 부부에게 착상전 유전진단은 매우 효과적인 치료로 이용될 수 있다. 기술적 발전으로 앞으로 더 많은 유전병에서 착상전 유전진단이 가능해질 것으로 생각되고 있다.      물질이 혼입되는 것을 막기 위해서 미세조작술로 세포내 정자주입술 (intracytoplasmic sperm injection: ICSI)을 시행하여 한 개의 정자를 넣어준다. 수정란을 배양하여 약 6~10 세포기 정도 할구 생검(blastomere biopsy)을 시행하며 미세조작술로 할구를 1~2개 분리해 낸다.   여기에서 유전진단을 하게 되는데 PCR에 의한 돌연변이 유전자검사, 또는 fluorescence in situ hybridization (FISH)을 이용한 염색체 검사를 시행한다. 비정상적인 수정란 즉, 돌연변이 유전자가 있어 유전병이 발현될 수정란 또는 습관성 유산이나 기형아를 초래할 불균형 염색체를 가진 수정란은 이식에서 제외되고, 정상 수정란만을 선택하여 수정된지 제 4 ~5일에 자궁에 이식하여 임신을 시도한다.   [출처 : DiaTreat Vol.3 No.4]