자폐증 연관 유전자 18개 발굴…"변이 위치 따라 증상 달라"

유희정 분당서울대병원 정신건강의학과 교수(왼쪽)와 안준용 고려대 바이오시스템의과학부 교수. 분당서울대병원 제공.

국내 연구팀이 자폐와 연관된 신규 유전자 18개를 발굴했다. 같은 돌연변이여도 변이가 생긴 위치에 따라 각기 다른 증상을 유발한다는 점도 발견했다. 

분당서울대병원은 유희정 정신건강의학과 교수팀과 안준용 고려대 바이오시스템의과학부 교수팀이 자폐 스펙트럼 장애(ASD) 환자의 특성을 정밀하게 분석할 수 있는 새로운 프레임워크를 개발하고 연구결과를 8월 20일 국제학술지 ‘게놈 메디신’에 발표했다고 24일 밝혔다. 

ASD는 사회적 상호작용과 의사소통에 어려움이 있고 제한적이고 반복적인 행동과 관심사를 보이는 신경발달질환이다. ASD 연구는 부모에게 없고 자녀에게 새로 생긴 유전자 변이인 ‘새 발생 변이’를 중심으로 연구가 진행되고 있다. 

같은 유전 변이를 가진 ASD 환자들끼리도 지적장애, 발달지연 등과 관련한 증상에 차이가 생긴다. 연구팀은 환자마다 각기 다른 증상이 변이 발생 위치와 연관이 있다는 점을 발견했다. 

연구팀은 가족 단위로 유전 변이의 효과를 측정하는 ‘가족 내 표준화 편차’라는 방법을 도입했다. 부모 및 형제자매의 임상 점수를 기준으로 삼고 ASD 환자와의 차이를 비교해 변이가 미치는 영향을 정밀하게 평가하는 접근법이다.

연구팀은 한국과 미국에서 모집된 2만1735가구(7만8685명)의 데이터를 기반으로 대규모 엑솜·전장 유전체 분석도 시행했다. 엑솜·전장 유전체 분석은 유전 변이와 DNA 정보를 분석하는 방법이다. 또 다양한 발달·행동 지표를 결합해 분석하고 가족 단위 임상 점수를 기준으로 유전 변이가 실제 증상에 미치는 영향을 정량화했다.

변이 위치에 따라 증상이 달라지는 PTEN 유전자의 예시. 변이가 효소 핵심 기능 부위인 131번과 167번에 있으면 다른 부위에 있을 때보다 자폐 증상이 심해진다. 분당서울대병원 제공.

그 결과 같은 유전자 변이라도 변이가 발생한 위치에 따라 자폐인의 증상이 달라지게 만드는 유전자 11개가 확인됐다. 예를 들어 세포 성장과 신호 조절을 담당하는 유전자인 'PTEN'의 핵심 기능 부위에 변이가 존재할 경우 다른 부위에 존재할 때보다 사회성 장애 점수가 2배 가까이 높았다.  

기존 방식으로는 확인되지 않았던 자폐 관련 신규 유전자 18개도 발굴됐다. 기존 유전자들이 주로 신경세포 기능과 관련됐다면 새로 발견된 유전자들은 단백질 변형, 신호 전달 과정, 뇌에서 신경세포를 돕는 보조 세포들의 기능과 관련이 있었다. 자폐가 단순히 신경세포 하나의 문제가 아니라 여러 종류의 세포들이 함께 작용하면서 생기는 복합질환임을 보여주는 중요한 발견이다.

안준용 교수는 “신규변이의 효과를 보다 정확히 평가할 수 있는 새로운 분석 기법을 제시했다”며 “변이의 임상적 영향을 정밀하게 이해하고 이를 통해 신규 유전자도 발굴할 수 있었다”고 말했다. 

유희정 교수는 “같은 변이를 갖고 있어도 자폐인마다 증상이 다른 이유를 규명할 수 있는 근거를 제시했다”며 “이번 연구 결과는 예후 예측과 상담 등 임상 현장에서 실질적인 도움을 줄 것”이라고 설명했다. 

<참고 자료>
doi.org/10.1186/s13073-025-01532-7

[문세영 기자 moon09@donga.com]