바이오인

응급상황 사전 예측을 위한 의사결정 지원 시스템 개발

○기획의도

· 유전성질환은 특정 유전자의 돌연변이로 인하여 유전자가 합성하는 단백질에 이상이 생겨 발병하는 질환을 의미함. 그 중 유전성 대사질환은 개별적으로는 희귀질환이지만 그 종류가 매우 다양하여 전체 질환으로 보면
우리나라의 경우 4,000~5,000명 당 1명 꼴로 나타나는 것으로 알려져 있음. 국내에서 가장 흔한 유전질환은 윌슨병으로 구리대사 이상을 특징으로 함.

· 신생아 스크리닝 검사를 통해 증상이 나타나지 않는 신생아를 대상으로 유전성 대사질환을 조기에 발견하여 치료함으로써 사망률 및 합병증을 줄일 수 있음. 현재 진행되고 있는 신생아 스크리닝 검사는 효소면역법 및 Tandem mass 검사법에 의한 1차 선별검사와 2차 확진검사로 구성되어 있음. 그러나 검사의 정밀도가 대사 물질과 검사실에 따라 차이가 있으며, 높은 위양성율을 보이기 때문에 결과해석에 어려움이 존재함. 또한 여러 대사질환의 발현증상이 유사하여 신생아에게서 나타나는 증상만으로는 질환을 정확히 진단하기 어려움.

· 국내 많은 의료기관에서 유전질환을 검사할 때, 노동-집약적이고 실험자의 숙련도가 높지 않으면 에러가 발생할 확률이 상대적으로 높은 직접염기서열분석법(Sanger Sequencing)을 수행하고 있음. 이를 대신할 수 있는 효율적이고 비교적 간단한 실험과정과 비용을 절감할 수 있는 체외진단용 의료기기에 대한 수요가 늘고 있음.

· 최근 급격한 기술발전을 보이고 있는 차세대염기서열분석법(Next Generation Sequencing, NGS)은 높은 분석 성능과 비용 절감 및 기간 단축으로 대중화 되고 있음. NGS 기술 기반의 신생아 스크리닝 검사는 직접염기서열분석법으로는 분석이 어려운 유전자검사를 간편하게 시행할 수 있으며, 현행 선별검사보다 낮은 위양성률을 보이기 때문에 새로운 신생아 선별검사로 각광받고 있음. NGS 검사를 통해 빠르고 정확하고 빠르게 유전성 대사질환을 진단할 수 있는 키트의 개발이 요구됨.

· NGS 기반의 신생아 선별검사는 신생아의 특성을 고려할 때 몇 방울의 혈액(25-50ul 정도)으로부터 유전성 질환의 유전적 변이를 검출할 수 있어야 함. 분석시간이 짧고 상대적으로 검사영역에 대한 missing 영역이 없어야 하고, 빠르고 정확한 진단이 가능해야 함.

· NGS 기반의 신생아 선별검사는 질환으로 인한 의료비용 및 사회경제적 손실 감소와 공중보건 향상에 기여할 것으로 기대되며 그에 대한 수요 및 규모도 꾸준히 확대되는 추세임.

① 국내외 체외진단 의료기기시장 overview

· NGS 검사의 Global market은 한화로 약 2조의 규모로 앞으로도 꾸준한 성장이 예상되어 2020년에는 7조원의 규모로 성장할 것으로 예상됨. NGS 시장은 현재 미국과 유럽이 전반적으로 주도하고 있으며, 그다음으로 중국과 일본 순임.

· 전세계 신생아 선별검사 시장은 2014년 기준 6.4억 달러(약 7,200억원) 규모로 미국이 전세계 시장의 15%를 차지하고 있음. 미국의 경우 신생아 선별검사 시장의 연평균 매출액증가율(CAGR)이 11.1%로 고성장 중이며, 2022년 2억달러(약 2,600억) 규모의 시장이 될 것으로 추정됨.

· 우리나라의 경우 2017년 도입된 식약처 NGS 임상검사실 제도와 건강보험심사평가원의 NGS 선별급여제도 도입으로 NGS검사 시장이 확대되고 있으며 관련 규제의 보완 및 개선이 필요한 상황.

· 2019년 4월 체외진단 의료기기법이 공포되면서 현재 우리나라는 차세대염기서열분석법 검사를 비롯한 체외진단용 의료기기의 표준화가 진행되고 있음.

② 유전성 대사질환 현황 ? 혈우병/윌슨병/누난증후군 선정이유

· 검사키트의 대상질환인 윌슨병은 한국인에서 가장 호발하는 유전질환 중 하나이며, 누난 증후군과 혈우병은 환자 치료에 드는 사회적 비용이 상대적으로 높은 유전질환으로 진단이 늦어질수록 그 비용이 증가하여 정확한 조기진단을 통한 치료가 중요한 질환.

· 윌슨병, 누난증후군, 혈우병은 질환의 발병과 원인 유전자 사이의 연관성이 상대적으로 잘 알려진 질환임. 또한 기존 신생아 선별검사법인 Tandem mass 검사법의 기술적 한계로 검사가 불가능한 질환들 3가지 질환을 체외진단 의료기기 개발의 타겟으로 선정

· 윌슨병은 구리의 흡수에 관여하는 효소 유전자(ATP7B) 돌연변이에 의해 발병하는 유전성 대사 질환임. 윌슨병의 발병은 신생아 36,000명 당 1명의 빈도로 추산되며 보인자율은 90명 중 1명꼴로 알려져 있음. 구리대사의 이상으로 인해 주로 간과 뇌의 기저핵에 과다한 양의 구리가 축적되어 간질환 및 신경학적 이상 증상을 보임. ATP7B 유전자검사를 통해 진단이 가능하며, 진단 후 약물요법과 적절한 치료 및 식이조절을 통해 대부분의 환자가 정상적인 생활을 할 수 있는 질환.

· 누난증후군은 PTPN11, KRAS, SOS1, RAF1 유전자를 비롯한 여러 유전자의 돌연변이에 의해 발병하는 유전성 질환으로 발병은 신생아 1,000~2,500명 당 1명의 빈도로 추정됨. PTPN11 유전자는 누난 증후군 환자의 약 50%에서 돌연변이가 발견되며 누난 증후군의 주된 원인유전자로 알려져 있음. 누난증후군의 증상은 특이한 얼굴형태와 선청성 심장질환을 비롯한 다양한 신체기형을 보이며 환자마자 정도의 차이가 매우 다르기 때문에 유전학 검사를 통한 확진검사가 필요함.

· 혈우병은 혈액 내의 응고인자의 이상으로 혈액 반응이 정상적으로 일어나지 않아 출혈이 잘 멎지 않는 유전성 질환임. 혈우병은 원인 인자에 따라 종류가 다양하며 한국혈우재단의 자료에 따르면 제8인자 결핍에 의한 혈우병A 환자가 70.4%로 가장 많음. 혈우병A는 X염색체 상에 위치한 F8유전자의 돌연변이에 의해 발병하며 그 빈도는 남아 5,000-10,000명당 1명으로 보고됨. 혈우병은 관절병증이나 혈종 및 뇌출혈 같은 합병증의 위험이 높기 때문에 조기 진단을 통해 합병증에 대비한 치료 및 조치가 중요함.

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