▲(왼쪽부터)서울대병원 소아이비인후과 이상연 교수, 서울의대 해부학교실 조동현 교수

청각과 시각을 함께 상실하는 난치성 유전질환인 어셔증후군의 청각학적 및 망막 증상이 유전자 돌연변이 형태에 따라 달라질 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 이 연구는 환자의 유전형에 따라 질병 진행을 예측하고 맞춤형 치료 전략을 세울 수 있는 중요한 근거를 제공한다.

서울대병원 소아이비인후과 이상연 교수와 서울의대 해부학교실 조동현 교수 공동연구팀이 국내 어셔증후군Ⅱ 환자를 대상으로 USH2A 유전자의 돌연변이 형태(유전형)와 임상표현형의 상관성을 분석한 결과를 5일 발표했다. 어셔증후군은 국내 약 8천 명의 환자가 있으며, 증상과 발병 시기에 따라 3가지 유형(Ⅰ~Ⅲ)이 있다. 가장 흔한 어셔증후군Ⅱ 유형은 중등도 이상의 '감각신경성 난청'과 '망막색소변성'을 특징으로 한다.

이번 연구는 어셔증후군Ⅱ 환자 16명을 대상으로 전장 엑솜 및 유전체 분석을 실시하고, 절단형 변이 보유 여부에 따라 유전형을 구분하여 임상표현형을 분석했다. 절단형 변이는 단백질 합성이 일찍 끝나도록 하는 돌연변이로, 심각한 기능 손실을 초래할 수 있다.

연구 결과, 절단형 변이를 보유한 환자들은 난청이 더 일찍 발생했고, 모든 주파수에서 평균 청력 역치가 더 높았다. 특히 절단형 변이 2개를 가진 그룹이 1개 그룹보다 청력 손실이 더 심각했다. 또한, 절단형 변이 보유자는 시세포 기능 감소와 시야 축소 등 망막 기능이 더 심하게 저하된 양상을 보였으며, 망막의 구조적인 퇴화도 심했다.

연구팀은 평균 청력 역치가 높을수록 망막전위도검사(ERG)에서 광수용체 세포의 반응 시간이 짧아지는 상관관계를 확인했다. 이러한 상관성은 절단형 변이 보유 그룹에서 더욱 뚜렷하게 나타났다.

▲[그래프1] 절단형 변이 보유 여부에 따른 청력 비교. 절단형 변이를 1개 이상 보유한 환자군(연회색)은 각 주파수에서 평균 청력 역치가 더 높았음

이 결과는 절단형 변이 여부에 따라 어셔증후군Ⅱ 환자의 청각학적 및 망막 표현형의 중증도가 달라질 수 있음을 시사하며, 이를 바탕으로 질병의 예후를 예측하고 유전자 치료를 포함한 맞춤형 치료 전략을 수립할 수 있다는 설명이다.

▲[그래프2] 절단형 변이 보유 여부에 따른 망막 기능 비교. 절단변이를 1개 이상 보유한 환자군(연회색)은 광수용체 세포의 반응 수준이 더 낮고(왼쪽), 시야가 더 좁음(오른쪽)

연구팀은 유전자 분석을 통해 어셔증후군Ⅱ 발병과 관련된 18개의 USH2A 유전자 변이를 확인했으며, 그중 4개는 이번 연구를 통해 최초로 발견된 새로운 변이였다. 이상연·조동현 교수는 "이번 연구를 통해 USH2A 대립유전자 계층구조에 따른 어셔증후군Ⅱ 임상표현형의 뚜렷한 차이를 확인했다"며 "향후 어셔증후군 환자의 맞춤형 치료나 유전자 치료에 있어 이번 연구 결과가 근거자료로 사용될 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구는 이건희 소아암·희귀질환 연구사업 후원으로 진행됐으며, 국제학술지 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)'에 게재됐다.