의학유전학

3. 의학유전학의 범위

의학유전학은 의사, 유전 상담사, 영양사의 임상 진료, 임상 진단 실험실 활동, 유전 질환의 원인과 유전에 대한 연구 등 다양한 분야를 포괄한다. 의학유전학의 범위에 속하는 질환으로는 선천성 기형과 형태이상, 지적 장애, 자폐증, 미토콘드리아 질환, 골격 이형성증, 결합 조직 질환, 암 유전학, 산전 진단 등이 있다.^[48] 의학유전학은 점점 더 많은 흔한 질병과 관련성을 갖게 되고 있다. 최근 유전학의 발전으로 신경학, 내분비학, 심장학, 폐 질환, 안과학, 신장학, 정신 의학, 피부 과학적 상태의 병인이 밝혀지면서 다른 의학 전문 분야와의 중첩이 나타나고 있다. 의학유전학 커뮤니티는 선택적 유전자 및 유전체 검사를 받은 개인과 점점 더 많이 관련되고 있다.

4. 의학유전학의 하위 전문 분야

의학유전학의 여러 하위 분야는 임상 치료와 연구가 혼합된 형태이다. 이는 인간 게놈 프로젝트와 같이 과학 및 기술의 발전에 힘입어 유전 질환에 대한 이해가 높아졌기 때문이다.

4. 1. 임상 유전학

4. 1. 1. 산전 유전 진단

4. 1. 2. 소아 유전학

• 선천적 결손
• 발달 장애, 자폐증, 간질
• 저신장 및 골격 이형성증

4. 1. 3. 성인 유전학

4. 1. 4. 암 유전학

4. 2. 대사/생화학 유전학

4. 3. 세포유전학

4. 4. 분자 유전학

4. 5. 미토콘드리아 유전학

5. 유전 상담

유전 상담은 유전 질환, 진단 검사, 그리고 다른 가족 구성원들의 위험에 대한 정보를 제공하는 과정이다. 유전 상담사는 의사가 아닌 의료 유전학 팀의 구성원으로, 가족 위험 평가와 유전 질환에 대한 환자 상담을 전문으로 한다.^[4]

유전 상담사는 소아 유전학을 전문으로 하여 신생아, 유아, 어린이에게 나타나는 발달 이상에 초점을 맞춘다. 소아 상담의 주요 목표는 아이의 발달 문제 뒤에 숨겨진 유전적 근거를 부모가 쉽게 이해할 수 있도록 설명하는 것이다. 또한, 유전 상담사는 환자 가족의 병력을 요약한 가족 계통도를 작성한다. 이는 임상 유전학자가 감별 진단 과정을 돕고, 환자를 돕기 위해 어떤 추가 단계를 거쳐야 할지 결정하는 데 도움이 된다.^[4]

6. 의학유전학의 역사

유전학은 19세기 보헤미아의 수도사 그레고어 멘델과 다른 선구적인 과학자들의 연구에서 그 뿌리를 두고 있지만, 인간 유전학은 그보다 늦게 등장했다. 20세기 전반기에 비록 느리지만 발전하기 시작했다. 멘델의 유전 법칙(단일 유전자)에 따른 유전은 백색증, 단지증 (손가락과 발가락이 짧아지는 질환), 그리고 혈우병과 같은 여러 중요한 질병에서 연구되었다.^[1] 또한 수학적 접근 방식이 고안되어 인간 유전학에 적용되었다.^[1] 집단 유전학이 창시되었다.^[1]

의학 유전학은 제2차 세계 대전 (1945년)이 끝난 후, 우생학 운동이 평판을 잃게 되면서 주로 등장했다.^[1] 나치의 우생학 남용은 우생학의 종말을 알렸다.^[1] 우생학이 사라지면서 과학적 접근 방식이 사용될 수 있었고, 인간 및 의학 유전학에 적용되었다.^[1] 의학 유전학은 20세기 후반에 급격한 성장을 보였으며, 21세기에도 지속되고 있다.^[1]

7. 의학유전학의 진단 및 치료

의학유전학의 목적은 유전성 질환의 원인과 발병 기전을 이해하여 유전질환을 진단하고 원인을 규명하며 치료법을 개발하는 것이다.^[47] 2003년 인간 게놈 프로젝트가 완성됨에 따라 인간 유전체가 모두 밝혀져 의학유전학도 발전을 거듭하고 있다.^[45]

의학유전학은 발생생물학, 세포생물학, 분자생물학, 면역유전학 등 여러 생물학 분야의 성과를 두루 활용하여 각종 유전성 질환의 원인을 파악하고 효과적인 치료법 개발을 위해 노력하고 있다. 임상 검사에서는 DNA 분석과 가계도 작성과 같은 방법이 쓰인다.^[48]

현재는 몸 전체 세포에 존재하는 유전적 변화를 교정할 수 있는 치료법은 없다. 그러나 많은 유전 증후군에서 증상을 관리할 수 있는 치료법이 존재한다. 특히, 선천성 대사 이상의 경우 질병 기전이 잘 알려져 있어 식이 요법 및 의학적 관리를 통해 장기적인 합병증을 예방하거나 줄일 수 있다. 결핍된 효소를 대체하기 위해 수액 치료가 사용되기도 한다. 현재 유전자 치료나 다른 새로운 약물을 이용한 특정 유전 질환 치료법이 연구 중에 있다.^[4]

7. 1. 진단 평가

7. 1. 1. 염색체 연구

• 핵형 분석: 현미경으로 각 염색체를 식별할 수 있도록 밝고 어두운 띠를 생성하는 특수 염색을 포함한다.
• 형광 현미경 검사(FISH): 특정 DNA 서열에 결합하는 프로브의 형광 표지화가 포함되며, 이수성, 게놈 결실 또는 중복을 식별하고, 염색체 전좌를 특성화하며, 환상 염색체의 기원을 결정하는 데 사용된다.
• 염색체 염색: 각 염색체를 차별적으로 표지하기 위해 각 염색체에 특정한 형광 프로브를 사용하는 기술이다. 이 기술은 복잡한 염색체 재배열이 발생할 수 있는 암 세포유전학에서 더 자주 사용된다.
• 어레이 비교 게놈 하이브리제이션: 개별 DNA 샘플을 게놈의 고유한 영역을 나타내는 분자 프로브(대략 200kb 박테리아 인공 염색체에서 작은 올리고뉴클레오티드까지)가 포함된 유리 슬라이드 또는 마이크로어레이 칩에 하이브리드화하는 새로운 분자 기술이다. 이 방법은 게놈 전체에서 게놈 획득 또는 손실을 감지하는 데 특히 민감하지만, 균형 잡힌 전좌를 감지하거나 중복된 유전 물질의 위치(예: 직렬 중복 대 삽입 중복)를 구별하지는 못한다.

7. 1. 2. 대사 연구

• 정량적 아미노산 분석: 일반적으로 닌히드린 반응을 사용하여 수행되며, 이어서 액체 크로마토그래피를 사용하여 샘플(소변, 혈장/혈청 또는 CSF)의 아미노산 양을 측정한다.^[1]
• 소변 유기산 분석: 정량적 또는 정성적 방법을 사용하여 수행할 수 있지만, 어느 경우든 이 검사는 비정상적인 유기산의 배설을 감지하는 데 사용된다.^[1]
• 아실카르니틴 결합 프로파일: 카르니틴에 결합된 유기산 및 지방산과 같은 화합물을 감지한다.^[1]
• 피루브산과 젖산: 정상적인 대사의 부산물이며, 특히 혐기성 대사 중에 생성된다.^[1]
• 암모니아: 아미노산 대사의 최종 생성물이며, 간에서 일련의 효소 반응을 통해 요소 회로라고 하는 과정을 거쳐 요소로 전환된다.^[1]
• 효소 검사: 선별 검사를 기반으로 의심되는 진단을 확인하기 위해 광범위한 대사 질환에 대해 수행된다.^[1]

7. 1. 3. 분자 연구

7. 2. 치료

7. 2. 1. 대사 장애 관리

7. 2. 2. 기타 치료 예시

• 마르판 증후군 및 로이스-디에츠 증후군에서 안지오텐신 수용체 차단제
• 골수 이식
• 유전자 치료

8. 의학유전학 관련 직업 및 교육

의학유전학 분야에는 다양한 진로가 있으며, 각 분야에 필요한 교육 과정은 다르다.^[47]

9. 윤리적, 법적, 사회적 문제

유전 정보는 개인과 그 가족에 대한 고유한 유형의 지식을 제공하며, 이는 개인의 건강 상태를 보여주는 일반적인 실험실 검사와 근본적으로 다르다. 유전 정보와 유전 질환의 고유한 특성은 윤리적, 법적, 사회적 문제와 관련하여 여러 가지 파급 효과를 갖는다.^[45]

2015년 3월 19일, 과학자들은 CRISPR 및 아연 핑거를 사용하여 상속될 수 있는 방식으로 인간 게놈을 편집하는 방법, 특히 임상 사용에 대해 전 세계적인 금지를 촉구했다.^{[7][8][9][10]} 2015년 4월과 2016년 4월, 중국 연구자들은 CRISPR을 사용하여 생존할 수 없는 인간 배아의 DNA를 편집하는 기초 연구 결과를 보고했다.^[11][12][13] 2016년 2월, 영국 과학자들은 배아가 7일 이내에 파괴되는 조건으로 CRISPR 및 관련 기술을 사용하여 인간 배아를 유전자 변형할 수 있는 허가를 규제 기관으로부터 받았다.^[14] 2016년 6월, 네덜란드 정부는 14일의 제한을 명시하는 유사한 규정을 따를 계획이라고 보고되었다.^[15]

10. 관련 학회 및 기관

미국 인간 유전학회(ASHG)는 1948년에 설립되어 그 해부터 연례 회의를 시작하였고, 1956년 창립된 국제 인간 유전학 학회(ICHG)는 5년마다 회의를 개최하고 있다.^[4] ASHG는 월간지인 미국 인간 유전학 저널을 발행한다.

미국에서 의학 유전학은 미국 의학 유전학 위원회와 미국 의학 유전학 대학(ACMG)을 갖춘 별개의 의학 전문 분야로 인정받고 있다.^[1] ACMG는 연례 과학 회의를 개최하고, 월간 학술지인 ''의학 유전학''을 발행하며, 인간 유전학과 관련된 다양한 주제에 대한 입장문과 임상 실무 지침을 발표한다.

호주와 뉴질랜드에서는 의학 유전학자들이 호주 왕립 내과의사 대학의 후원하에 훈련을 받고 자격을 취득하지만, 호주 인간 유전학회(HGSA)와 호주 임상 유전학자 협회(ACGC)에 소속되어 있다.^[3]

유럽에서는 [https://www.uems.eu/ 유럽 전문의 연합(UEMS)]에서 의학 유전학 의사의 교육을 감독한다. UEMS는 [https://uems-genetics.org/Education.html 의학 유전학에 대한 유럽 교육 요구 사항(ETR)]을 제정했다. 최종 자격 인증에는 [https://www.uems-ecmgg.org/Home.html 유럽 의학 유전학 및 유전체학 인증서(ECMGG)]가 포함될 수 있다.

한국에서는 대한의학유전학회, 한국유전체학회 등이 활동하고 있으며, 질병관리청 희귀질환관리과에서 관련 정책을 담당하고 있다.

참조

_[1] 웹사이트 American Board of Medical Genetics and Genomics http://abmgg.org/
_[2] 웹사이트 Training Options - ABMGG http://abmgg.org/pag[...]
_[3] 웹사이트 Clinical Genetics https://www.racp.edu[...] Royal Australasian College of Physicians
_[4] 논문 A new definition of genetic counseling: national society of genetic counselors' task force report 2006-05-19
_[5] 서적 The Politics of Life Itself : Biomedicine, Power, and Subjectivity in the Twenty-First Century. Princeton University Press 2009
_[6] 논문 Eugenics and the Genetic Challenge, Again: All Dressed Up and Just Everywhere to Go 2011-03-25
_[7] 뉴스 Scientists Seek Ban on Method of Editing the Human Genome https://www.nytimes.[...] BBC 2015-03-20
_[8] 뉴스 A Powerful New Way to Edit DNA https://www.nytimes.[...] 2015-03-20
_[9] 논문 A prudent path forward for genomic engineering and germline gene modification 2015-03-19
_[10] 논문 Don't edit the human germ line 2015-03-26
_[11] 뉴스 Chinese Scientists Edit Genes of Human Embryos, Raising Concerns https://www.nytimes.[...] 2015-04-24
_[12] 논문 CRISPR/Cas9-mediated gene editing in human tripronuclear zygotes 2015-04-18
_[13] 웹사이트 Chinese Researchers Experiment with Making HIV-Proof Embryos https://www.technolo[...] 2016-06-10
_[14] 뉴스 Scientists get 'gene editing' go-ahead https://www.bbc.co.u[...] BBC 2016-06-10
_[15] 웹사이트 Dutch government seeks to allow creation of human embryos for research http://www.bionews.o[...] 2016-06-10
_[16] 논문 On the allelic spectrum of human disease
_[17] 논문 The allelic architecture of human disease genes: common disease-common variant...or not?
_[18] 논문 The allelic structure of common disease
_[19] 논문 Human migrations and population structure: what we know and why it matters
_[20] 논문 Meta-analysis of genetic association studies supports a contribution of common variants to susceptibility to common disease
_[21] 논문 How many diseases does it take to map a gene with SNPs?
_[22] 논문 Using haplotype blocks to map human complex trait loci
_[23] 논문 Race, ancestry, and genes: implications for defining disease risk
_[24] 논문 Are rare variants responsible for susceptibility to complex diseases?
_[25] 논문 Multiple rare alleles contribute to low plasma levels of HDL cholesterol
_[26] 간행물 Categorization of humans in biomedical research: genes, race and disease http://genomebiology[...]
_[27] 논문 Searching for the genetic determinants in a new millennium
_[28] 논문 Genomewide scans of complex human diseases: true linkage is hard to find
_[29] 논문 A comprehensive review of genetic association studies
_[30] 서적 Genetic factors in ethnic disparities in health
_[31] 논문 Population stratification and spurious allelic association
_[31] 논문 The effects of human population structure on large genetic association studies
_[32] 논문 Point: population stratification: a problem for case-control studies of candidate-gene associations?
_[33] 논문 Counterpoint: bias from population stratification is not a major threat to the validity of conclusions from epidemiological studies of common polymorphisms and cancer
_[34] 논문 Tests and estimates of allelic association in complex inheritance
_[35] 논문 Control of confounding of genetic associations in stratified populations
_[36] 논문 Assessing the impact of population stratification on genetic association studies
_[37] 논문 Accounting for ancestry: population substructure and genome-wide association studies 2008-10
_[38] 논문 Design and analysis of admixture mapping studies
_[39] 논문 Methods for high-density admixture mapping of disease genes
_[40] 논문 A high-density admixture map for disease gene discovery in African Americans
_[41] 논문 Prospects for admixture mapping of complex traits
_[42] 논문 Ethnicity as an epidemiological determinant—crudely racist or crucially important?
_[43] 논문 A vision for the future of genomics research
_[44] 웹사이트 의예과 교과목 해설 http://med.dongguk.a[...]
_[45] 웹사이트 유전질환에서의 맞춤의학의 진전 및 발전 http://www.asanscien[...]
_[46] 웹사이트 희귀난치성질환센터 http://helpline.cdc.[...]
_[47] 웹사이트 학과소개 http://genetics.ohpy[...]
_[48] 서적 한눈에 알 수 있는 의학유전학 E PUBLIC