NGS를 사용한 단일유전자성 당뇨병의 유전 진단

  당뇨병이란 사람의 몸에서 인슐린이 분비가 잘 되지 않거나 인슐린이 분비가 되더라도 제대로 작용하지 못하여 혈액 내에 당의 농도가 높은 병을 말한다. 당뇨병은 흔히 인슐린 분비가 안 되는 1형 당뇨병이나 인슐린분비가 되지만 충분히 되지 않거나 제대로 역할을 하지 못하는 2형 당뇨병으로 구분된다.

  여기에 또 다른 구분으로는 단일유전자성 당뇨병이 있는데 크게 MODY(Maturity onset diabetes of the young) 와 neonatal diabetes로 구분이 된다. MODY는 흔히 청소년에게서 성인당뇨의 증상이 나타나는 것인데, 대부분 25세 이전에 증상이 나타나고 HNF1A, HNF4A, GCK 유전자에 생긴 변이가 원인이 되는 병이다. HNF1A 유전자는 간에서 발현되고 몇몇 간의 특정유전자의 발현을 조절하고, HNF4A 유전자는 HNF1A 유전자의 발현을 조절 하는 단백질을 조절하며, GCK 유전자는 7번 염색체에 위치하고 있으며 glucokinase를 조절하는 유전자이다.

  neonatal diabetes는 생후 6개월 이전에 당뇨병을 진단 받았을 경우를 의미하고, 대부분의 환자들은 KCNJ11 이나 ABCC8 유전자가 변이가 되었을 경우 증상이 나타난다. KCNJ11와 ABCC8 유전자는 K-ATP 채널을 구성하는 물질을 만들어 내는 유전자이다.

  흔히 당뇨병은 유전의 영향이 미미하다고 하지만, 부모 중 한 명이 당뇨병인 경우 자식들에게서도 당뇨병이 나타날 확률이 15%, 두 명 모두 당뇨병인 경우 자식들에게서 당뇨병이 나타날 확률이 30%로 유전적인 영향이 아예 없지는 않다.

  최근 단일유전자성 당뇨병(monogenic diabetes)을 유전자 검사를 통하여 진단하기 위해서는 환자의 표현형과 관련이 깊은 유전자를 선택하는 게 가장 중요하다는 발표가 있었다. 차세대 해독기술(NGS)은 한번의 검사에서 여러 개의 유전자에 대하여 동시에 분석을 할 수 있는 특징을 가지고 있다. 연구자들은 단일유전자성 당뇨병을 진단하기 위한 방법으로 NGS의 이러한 특징에 주목 하였다. 한번의 검사로 단일유전자성 당뇨병에 관련이 있는 모든 유전자를 검사 하여서, 쉽고 빠르고 경제적이며 정확한 분석을 할 수 있을 것이라는 전망을 하였다.

  연구진은 실험대상으로 114명의 당뇨병 환자를 선택하였다. 이중 32명은 대조군으로 이전의 유전자 검사 방식인 생어시퀀싱 방식으로 유전자 검사를 실시하였다. 실험군 82명 중 33명은 MODY 환자라고 진단은 받았지만, 생어 방식에서 유전 변이를 찾지 못한 환자들로 이번에 NGS로 검사를 하였다. 나머지 49명은 neonatal diabetes환자로 진단을 받았지만, 역시 생어로는 유전자 변이를 찾지 못한 환자들로 마찬가지로 NGS로 검사를 하였다. 그 결과 기존의 방식에서 찾지 못하였던 당뇨병 관련 유전 변이가 새로운 검사방식에서는 MODY환자 33명중 5명에게서, neonatal diabetes 환자 49명중 9명에게서 나타났다.

표1. MODY 환자에게서 나타난 새로운 변이

표2 neonatal diabetes환자에게서 나타난 새로운 변이

  위 표는 대조군 32명의 유전자 분석 결과에 대하여 실험군 82명에게서 새롭게 나타난 유전자 변이들을 표시해 놓은 것이다. 이처럼 새로운 타겟시퀀싱은 기존은 검사 방식에서 찾지 못한 변이를 찾아낼 수 있고 동시에 여러 유전자를 검사 할 수 있기 때문에 빠르고 경제적이다. 앞으로 당뇨병의 유전자 검사에 타겟시퀀싱을 사용한다면, 기존의 검사보다 좀 더 정밀한 진단이 가능하기 때문에 당뇨병 환자의 수는 늘어날 것이며, 엑솜이나 게놈해독을 하기 전에 유용한 사전 검사방식으로 활용이 될 것 이다.

 

참고문헌

Improved genetic testing for monogenic diabetes using targeted next-generation sequecing

역저자

글 : Bae.GiDong

편집 : Park.HyeonJi, Jeon.EunSook