유전체학 기반 신약 개발: 아스트라제네카 CNV 연구, Helix 계약, Quotient 플랫폼

아스트라제네카(AstraZeneca)는 해당 분야 연구 중 가장 큰 규모 중 하나인 47만 명 이상을 대상으로 한 복제수 변이(copy number variant, CNV) 대규모 분석을 Nature에 발표했으며, 신약 개발을 위한 임상-유전체 데이터 접근을 위해 Helix와 다년 계약을 체결했다. 별도로 쿼티언트 테라퓨틱스(Quotient Therapeutics)는 질병 유발 돌연변이를 발견하기 위한 체세포 유전체학(somatic genomics) 플랫폼을 발전시키고 있다.

Nature에 발표된 이번 연구는 대규모 DNA 결실 또는 중복(복제수 변이, CNV라고 함)을 규명해 지금까지 수행된 CNV 분석 중 가장 큰 규모 중 하나를 완성했다. 결과는 AZPheWAS 포털을 통해 공개적으로 접근할 수 있다. 아스트라제네카에 따르면 인간 유전체 정보가 뒷받침된 치료 표적은 의약품으로 승인될 가능성이 최대 7배 높다. 특정 영역이 중복되면 유전자가 단백질을 과다 생성해 질병에 기여할 수 있고, 결실되면 단백질 생성이 줄어든다. 어떤 경우에는 단백질 수치 부족이 질병 위험을 낮춰 유전적 탄력성(genetic resilience)이라고 하는 자연 방어 기전을 드러내기도 한다. 이 다민족 분석에서는 HNF1B 유전자가 포함된 중복이 HNF1B 단백질 수치 상승 및 만성 신장 질환 발병 가능성 증가와 연관된 것으로 확인됐다. 또한 IGHE 유전자 결실은 IgE 수치를 크게 낮춰 천식과 알레르기 질환 발병에 대한 자연 방어 효과를 제공하는 것으로 나타났다.

별도의 소식으로, Helix는 아스트라제네카와 다년 계약을 체결했다고 밝혔다. 이 계약에 따라 아스트라제네카는 신약 개발 및 연구를 위해 Helix의 GenoSphere 연구 코호트(향상된 엑솜 및 종단 임상 데이터 포함)에 접근할 수 있게 됐다. 재정적 조건은 공개되지 않았다. Helix의 데이터베이스에는 환자 1인당 평균 13년의 전자 건강 기록, 임상 엑솜 및 전장 유전체 백본 데이터, 제3자 의료·약국·사망 청구 데이터가 포함된다. 참가자는 모두 동의를 받았으며 후속 연구를 위해 접근할 수 있다. Helix는 올해 글락소스미스클라인(GlaxoSmithKline), 작년 알닐람(Alnylam)과도 유사한 계약을 체결한 바 있다.

쿼티언트 테라퓨틱스는 고정밀 유전체 염기서열 분석과 컴퓨터 분석을 결합해 체세포 돌연변이를 식별하고 이를 약물 표적으로 전환하는 체세포 유전체학 플랫폼을 개발하고 있다. 체세포 돌연변이는 세포 분열과 환경 노출에 대한 반응으로 축적되며 조직 전반에 유전적 다양성을 만들어 낸다. 돌연변이 비율은 시간에 따라 일정하다. 60세 사람의 혈액 세포는 30세 사람의 혈액 세포보다 돌연변이가 2배 많다. 성인은 약 100억 개의 T 림프구 클론을 보유하고 있으며, 60세가 되면 세포당 평균 2,000개의 돌연변이를 갖게 된다. 이는 매초 T 림프구에서 10,000개의 돌연변이가 생성되는 셈이다. 60세가 되면 유전체의 30억 개 염기 각각은 평균 6,000번 돌연변이된다. 체세포 돌연변이는 또한 암 이외의 많은 질병의 생물학에서 인과적 역할을 한다. 일부 돌연변이는 질병 과정으로부터 세포를 보호하고, 다른 돌연변이는 질병을 유발한다. 쿼티언트는 보호적 돌연변이를 모방하거나 질병 유발 돌연변이의 영향을 역전시키는 약물을 개발하는 것을 목표로 한다.