미국연방정부 보건연구기관(The National Institutes of Health, NIH)은 혈우형A 환자의 보충요법에 대한 중화 항체 또는 억제제의 발현과 관련된 위험 요소와 기본 메커니즘에 대한 대학 연구를 지원하고 있다.

NIH의 심장, 폐, 혈액 국립 연구소에서 3년동안 660만 달러의 보조금이 제공되며 연구의 2단계에는 4년간의 연구에 대해 추가 자금을 지원할 가능성이 있다.

워싱턴 대학의 질 존슨(Jill Johnsen) 박사가 이끄는 연구진들은 이 기금을 사용하여 혈우병A 분석 코호트 연구 프로그램(Hemophilia A Analytical Cohort Research Program, HARP)을 시작한다. HARP는 선천적 혈우병A를 앓고 있는 아기와 산모들을 추적하여 억제제 발현의 근본 원인을 확인할 것이다.

존슨은 대학 보도자료에서 “억제제가 왜 일부 사람들에게는 발현하지 않는지 더 잘 이해할 수 있다면 환자를 위한 보다 효과적인 검사와 비관혈수술을 할 수 있을 것”이라고 말했다. 이 대학의 혈액학 부교수인 존슨은 줄기세포와 재생의학 연구소의 연구진이며, 워싱턴 출혈질환 센터의 의사이다.

혈우병A는 8인자 유전자의 돌연변이로 인해 혈액 속 응고 단백질인 8인자가 누락되거나 결함이 발생하는 것으로 나타난다. 이 유전자는 X 염색체에 존재하며, 여성은 이 유전자의 두 복사본을 각 부모로부터 하나씩 물려받는다. 남성은 어머니로부터 하나의 X 염색체를, 아버지로부터 하나의 Y 염색체를 물려받는다.

혈우병A 환자의 억제제가 어떻게 발현되는지에 대한 연구

하나의 X 염색체에 8인자의 돌연변이 사본을 가지고 있고 다른 X 염색체에 건강한 버전을 가지고 있는 여성들은 혈우병에 걸릴 가능성이 없지만, 그들의 아이들에게 결함이 있는 유전자를 물려줄 수 있다. 이것이 혈우병A가 남성들에게 더 흔하게 발병되는 이유이다. 어머니로부터 돌연변이된 8인자 유전자가 있는 X 염색체를 물려받은 소년들은 이 질환을 앓게 된다.

누락된 8인자를 환자에게 공급하는 보충요법은 혈우병A의 가장 흔한 치료법이다. 그러나 환자의 약 3분의 1은 투여된 응고인자에 대한 억제제(항체)를 발현하여 치료의 효과를 떨어뜨린다. 오랜 연구에도 불구하고 이 면역반응의 원인은 완전히 규명되지는 않았다.

HARP는 억제제 발현의 근본 원인을 추적하는 것을 목표로 돌연변이 8인자 유전자 사본을 가진 여성과 중증 혈우병A를 앓고 있는 그들의 아기 50쌍을 추적할 것이다.

존슨은 “종적 연구 설계를 통해 인간의 면역체계가 이전에는 볼 수 없었던 방식으로 진화하는 것을 볼 수 있는 기회를 갖게 됐다”고 말했다.

“우리는 임신에 대해 연구하고, 각 산모의 분만 과정을 따라간 다음, 산모와 아기를 생후 1년 동안 결합된 한 쌍으로 추적할 것이다” 라고 그녀는 덧붙였다. “우리는 아기들이 평생 혈우병 치료를 받는 동안 혈액 샘플과 데이터를 수집하면서 8인자 보충요법에 신체가 반응하도록 하는 항체를 만드는 사람과 그렇지 않은 사람을 추적할 것이다.”

존슨과 함께 애틀랜타 에모리 대학의 소아혈액학자이자 면역학 연구진인 셰넌 믹스(Shannon Meeks) 박사와 노스캐롤라이나의 비영리 단체인 RTI 인터내셔널의 통계 유전학 및 인공 지능의 선임 연구원이자 이사인 그리어 페이지(Grier Page)가 HARP 연구를 이끌 것이다.

연구 결과는 과학자들이 항체 발현 위험을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것으로 기대되며, 의사들이 보충요법에 대한 원치 않는 면역 반응을 피하기 위해 개별 치료 계획을 개발하거나 환자를 보충요법으로 안내하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.

그러나 먼저 억제제 발현의 기본 메커니즘을 연구해야 한다. 해당 연구는 부분적으로 특정 개별세포 유형의 DNA가 발현에 기여할 수 있는 변화에 대해 분석할 수 있는 단일 세포 서열화(single-cell sequencing)라고 불리는 과정을 사용하여 이를 수행할 것이다.

이 연구는 또한 광범위한 연구 커뮤니티에 도움이 될 것이다.

존슨은 별도의 연구소 보도 자료에서 “우리는 다른 연구자들이 접근하고 공유할 수 있는 리소스를 구축할 것”이라고 말했다. 이 리소스에는 연구 과정에서 수집된 혈액 및 조직 샘플뿐만 아니라 임상 및 유전 데이터를 포함할 것이며 전 세계 연구자들에게 공개될 것이다.

존슨에게 HARP의 성공은 두 가지 방법으로 측정될 것이다.

“성공의 한 지표는 연구에 참여하고 출혈 질환을 가지고 있는 사람들에게 중요한 것이 무엇인지 귀담아들을 수 있는 커뮤니티를 구축하는 것이다” 라고 그녀가 말했다. 또한 “두 번째 지표는 왜 어떤 아기들은 8인자에 대해 관용적인 면역 체계를 가지고 있고, 다른 아기들은 잘못된 면역 반응을 가지고 있는지에 대한 이유와 그것을 통제하는 방법에 대해 조명하는 것이다. 우리가 무엇을 발견하든 기초 과학이 그 길을 인도할 것이다”라고 덧붙였다.

[헤모라이프 김지은 기자]