HIV감염 후천성 면역결핍증후군 AIDS 유전자조작 치료

인간면역 결핍바이러스(HIV)에 감염되면 후천성 면역결핍증후군(AIDS)을 발병해 버려, 면역 기능이 저하하면 곧 죽게된다. AIDS가 확인된후 현재까지 약 3000만명이 희생되었고 여전히 3500만명 이상의 사람들이 HIV에 감염되어 있다고 볼 수있다.

현재 HIV에 감염과 AIDS에 대한 근본적인 치료법은 확립되어 있지 않고, HIV 감염에서 완치한 예도 한정으로만 보고있다. 그 중 한 명인 티모시 브라운(베를린 환자)는 2008년에 HIV에 내성을 가진 기증자로부터 받은 골수(조혈 모세포) 이식후 체내의 HIV를 완치했다. HIV에 저항은 약 200명 중 1명이 가진다고 한다.

일반적으로 HIV는 인간에 감염되면 면역 세포의 단백질을 이용한 면역 체계에서 숨어 버린다. 그러나 CCR5라는 유전자에 돌연변이가 일어난 경우, HIV는 CCR5 발현되는 단백질을 사용할 수 없으며, 면역 세포에서 숨길 수 없으므로 인간이 자연스럽게 가지는 면역 체계에 의해 감염방지 된다. 그러나 골수 이식에는 큰 위험이 수반 또한 낮은 확률로 적용되며 기증자를 기다려야 하기 때문에 티모시 브라운  치료법은 현실적이지 않다.

그래서 펜실베니아 대학의 Carl June 박사와 Pablo Tebas 박사가 이끄는 연구팀에 의해 환자로부터 채취한 혈액에 CCR5를 제거하는 유전자 조작을 실시해, 그 혈액을 환자로 복원하여 HIV의 내성을 획득하는 임상실험이 이루어졌다. 그 결과, 환자의 HIV에 대한 내성이 증가하고있는 것으로 나타났다. 임상시험은 항바이러스 치료를 받고있는 12 명의 HIV 감염자를 대상으로 이루어졌다. 연구팀은 대상자로부터 채취한 혈액을 배양하고 그래서 징크 핑거 뉴클레아제(ZFN)라는 기술을 이용하여 CCR5 유전자의 기능을 삭제했다. 

이 혈액을 축소하면 일반적으로 HIV에 의해 파괴되어 버리는 면역세포의 하나 T 세포의 양이 증가했다. 이후 12명 중 6명의 항 바이러스 치료중지 경과를 관찰하면 HIV의 양은 평소보다 천천히 증가해서 T 세포의 양은 몇 주 높게 유지되고 있었다. 따라서 HIV의 존재에 의해 CCR5 유전자가 결여된 면역 세포가 증가하고 있다고 보고되고 HIV는이 유전자 조작을 한 세포를 파괴하지 못한 것이라고 생각된다. 

또한 2개 1세트 CCR5중 하나에 이미 변이를 가진 환자는 이 치료가 더 효과적이며, 항 바이러스 치료 중지후에도 12주 시험 중에 바이러스의 양이 증가 것은 없었다. 이 결과로부터, 이번 행해진 치료 CCR5의 하나에 변이를 가지고있는 HIV감염 환자에 효과적이라 보여져 향후 임상 시험 지침서로서 이용되어 갈 것이다.

Tebas 박사에 따르면, 이 작은 첫 번째 임상 시험에 한해서 보면, HIV의 유전자 치료는 안전하다는 것 같다.  가장 큰 부작용이라고하면, 치료 과정에서 이용되는 화학 물질에 의해 환자의 몸이 며칠간 악취가 난다는 것이었다 한다. 미국 국립 알레르기 전염병 연구소 (NIAID)의 Anthony Fauci 박사에 따르면, 이것으로 완성하는 것은 아니지만, HIV의 유전자 치료로서는 매우 큰 걸음이 된 것이다.

또한 향후 추가연구를 계속해야한다. 그러나 줄기세포 이식에 비하면 더 실용적이고 응용 가능한 기술이라고 볼 수있다. 이번에는 유전자 조작에 ZFN이 사용되었지만 현재는 타렌(TALEN)과 CRISPR로 더 새롭고 효과적인 유전자 조작 기술이 발표되고있다. ZFN은 유전자를 단지 제거 뿐이지 만, TALEN 및 CRISPR에서 DNA를 교환 할 수 있기 때문에보다 효과적인 응용이 가능해진다. 

이러한 기술이 의료 기술로 널리 응용되기 위해서는 아직 몇년은 걸리 겠지만 이미 각종 질병에 대한 연구가 시작되고있다. 또한 사우스 캘리포니아 대학의 Paula Cannon 박사는 다양한 면역 세포로 분화하는 조혈 줄기 세포의 CCR5를 대상으로 마찬가지로 ZFN을 이용하고있다. 이 기술이 잘하면 더 효과적인 HIV 내성을 획득하게 될 가능성이있다. 현재 이들은 올해 말에는 임상 시험을 시작할 수 있도록 준비를 하고 있는 것 같다.