유전자를 고쳤다고
정말 나은 걸까요? - 유전자 치료의 효과를 증명하는 법 -

유전자 치료는 희귀 유전질환을 실제로 완치시키는 시대를 열었습니다. 그런데 ‘유전자를 고쳤다’는 것과 ‘환자가 나았다’라는 것은 사실 다른 문제입니다. 의도한 부위만 정확히 편집되었는지 확인하는 오프타겟 검증부터 교정된 유전자가 오랫동안 제 기능을 하는지 지켜보는 장기 관찰까지, 이 글은 유전자 치료가 실제로 효과가 있다고 말하기까지 거치는 다양한 검증 과정을 다룹니다.

사람의 유전체는 약 30억 쌍의 염기로 이루어져 있습니다. 이걸 굳이 책에 비유하자면 웬만한 백과사전 수백 권을 합친 분량입니다. 유전 질환은 대개 이 방대한 텍스트 중 단 한 글자, 혹은 몇 글자가 잘못 적혀서 생깁니다. 유전자 치료는 그 오탈자를 찾아 고치는 일입니다. 문제는 여기서부터입니다. 백과사전 수백 권 중에서 정확히 그 한 글자를 고쳤다는 걸, 그리고 고치는 과정에서 다른 페이지에 실수로 오타를 만들지 않았다는 걸 어떻게 확인할까요.

가장 먼저 확인하는 건 의도한 자리가 실제로 고쳐졌는지입니다. 말은 쉽지만, 유전자가위나 바이러스 벡터로 치료용 유전자를 세포에 밀어 넣어도 몸속 세포 전체가 한꺼번에 편집되는 일은 없습니다. 어떤 세포는 성공하고 어떤 세포는 그냥 넘어갑니다. 물론 모든 병이 몸속 세포를 전부 고쳐야 하는 것은 아닙니다. 겸상적혈구병처럼 혈액을 만드는 조혈모세포만 문제라면 그 세포를 골수에서 꺼내 몸 밖에서 편집한 뒤 다시 넣어주면 됩니다. 망막이나 간처럼 특정 조직만 문제라면 그 자리에 직접 주사하거나 혈류를 통해 전달하여 국소적으로 고치기도 합니다.

어느 방식이든 치료 후에는 해당 조직이나 재주입한 세포에서 시료를 뽑아 유전체를 다시 읽어보고, 그중 몇 퍼센트가 실제로 바뀌었는지 세는 작업을 거칩니다. 이 숫자가 어느 선을 넘지 못하면, 교정된 세포만으로는 몸이 필요로 하는 기능을 채우지 못해 유전자를 고쳤다는 말 자체가 무의미해집니다.

여기까지는 그나마 다행입니다. 정말 까다로운 건 엉뚱한 곳을 잘못 건드리지 않았는지 확인하는 일입니다. 유전자가위는 특정 서열을 표적으로 삼도록 설계되지만, 30억 쌍이나 되는 유전체 안에는 비슷하게 생긴 서열이 곳곳에 숨어 있습니다. 표적을 찾아가던 가위가 가끔 다른 곳을 오려버리는 셈입니다. 그래서 연구자들은 컴퓨터로 비슷한 서열을 미리 찾아두고, 치료가 끝난 뒤에는 세포의 유전체 전체를 다시 읽어 뜻밖의 변화가 없었는지 일일이 대조합니다. 최근에는 유전자 한 글자만 정교하게 바꾸는 염기교정(Base editing), 프라임교정(Prime editing) 기술이 등장하면서 이런 오작동의 확률 자체가 눈에 띄게 낮아지고 있습니다.

유전자가 제대로 고쳐졌다는 결과만으로는 아직 반쪽짜리 답입니다. 결국 궁금한 건 환자의 몸이 실제로 좋아졌는가입니다. 혈우병이라면 혈액 속 응고인자 수치가 정상에 가까워지는지, 겸상적혈구병이라면 극심한 통증을 부르는 혈관폐쇄 발작이 줄어드는지를 몇 달, 길게는 몇 년씩 추적합니다. 2023년 승인된 유전자가위 기반 치료제(Casgevy)도 겸상적혈구병 환자들의 발작 빈도가 눈에 띄게 줄었다는 임상 데이터를 근거로 세상에 나올 수 있었습니다.

마지막으로 남는 건 시간입니다. 고쳐진 세포가 몸속에서 오래 살아남아 제 기능을 계속하는지, 아니면 우리 몸의 면역계가 뒤늦게 그 세포를 낯선 존재로 알아채고 서서히 걷어내 버리지는 않는지는 시간이 지나야 드러납니다. 그래서 유전자 치료를 받은 환자는 치료가 끝난 뒤에도 몇 년씩 정기 검진을 받습니다. 짧게는 몇 달, 길게는 십 년 넘게 지켜본 뒤에야 안전하고 오래간다는 말을 조심스럽게 할 수 있는 것입니다.

유전자 치료는 더 이상 먼 미래의 이야기가 아닙니다. 다만 실험실에서 유전자를 정확히 고쳤다는 결과와, 환자 앞에서 안전하고 오래 효과가 지속된다고 말할 수 있는 것 사이에는 이만큼의 거리가 있습니다. 화려해 보이는 유전자 치료 뉴스 한 줄 뒤에는, 사실 이런 지루하고 긴 확인 작업이 몇 년씩 깔려 있습니다.