전 세계 최대 규모의 유전자 연구를 통해 골다공증 및 골다공증 골절에 관여하는 유전자들을 발견해 향 후 골다공증 치료에 획기적인 전기가 마련될 전망이다.

16일 오전 유전자 연구 관련 최고 권위를 자랑하는 '네이처 제네틱스(Nature Genetics)'는 '골다공증과 골다공증 골절에 관여하는 유전자 발견'에 관한 논문을 게재 했다.

이번 연구는 유럽, 북미, 동아시아, 그리고 호주 등 50여개국의 연구팀 이 골다공증에 대한 유전체 연구를 위해 구성된 대규모 컨소시엄인 GEFOS (GEnetic Factors for OSteoporosis Consortium, http://www.gefos.org)에서 진행됐다. 

국내에서는 서울아산병원 내분비내과 이승훈 교수 연구팀이 내분비내과에서 시행한 약 1400명의 환자들의 골밀도 임상정보 및 유전자 샘플을 이용해 연구에참여했다.

이번 연구는 유전자 연구로는 최대 규모인 전 세계 21만 명을 대상으로 시행됐고, 골밀도와 관계된 WNT16, CTNNB1, SOST등 56개의 유전자 변이와 골절과 관계된 SPTBN1, MEPE, SLC25A13 등 14개의 유전자 변이를 발굴했다.

골밀도에 연관된 유전자 56개 중 32개의 유전자가 지금까지 골대사에 영향이 밝혀지지 않은 신규 유전자이며, 골다공증 골절에 관계된 유전자도 현재까지의 연구 결과에서 밝혀진 유전자 보다 많은 14개의 유전자를 발굴했다.

이번 연구에 사용된 ‘이중에너지 방사선흡수법(DXA)'은 골밀도를 측정하는 골다공증의 대표적인 진단 방법이며, 골절 위험도를 측정하기 위해 가장 널리 쓰이는 방법이다. 이 진단법을 통해 측정된 높은 골밀도는 낮은 골절 위험을 의미한다.

골다공증은 '골 강도의 약화로 골절의 위험성이 증가되는 골격계 질환'이다. 골다공증은 골다공증 골절이 일어나기 전에는 대부분 증상이 나타나지 않기 때문에 표면으로 드러나지는 않지만 발병 빈도가 높고 그 후유증이 큰 노화관련 질병이다.

80세 이상의 고관절 골절을 경험한 사람 중 50%는 골절 발생 후 12개월 이내에 사망했으며 고관절 골절을 경험한 65세 이상의 여성 환자들은 유방암보다 더 큰 사망 위험을 안고 있다.

골다공증은 연구마다 차이가 있지만 약 46~80% 정도의 강한 유전적 성향을 가지고 있다고 알려져 있어 십수 년 간 유전자 연구가 진행되어 왔지만 많이 알려지지 않아 이번 연구의 중요성이 더욱 강조되고 있다.

이번 GEFOS의 주최인 네덜란드 로테르담에 위치한 에라스무스(Erasmus) 메디컬센터의 부교수이자 논문 집필자 페르난도 리바데네이라(Fernando Rivadeneira) 교수는 “골밀도가 골절 위험도와 완벽한 상관관계를 가지고 있는 것은 아니지만(진단 결과 골다공증은 없으나 골절을 경험한 사람이 50%에 달함), 골밀도에 대한 이번 연구는 골 생물학 영역에 전례 없는 다수의 연구 업적을 남겼다”고 평가하면서, 또한 치료법을 밝혀 낼 수 있는 골대사에 있어서 중요한 신호전달체계를 다수 밝혀냈다고 설명했다.

또한 “새로운 골 대사 치료제의 치료 표적이 될 수 있는 단백질을 코딩하는 유전자를 확인한 것이 이러한 가능성을 많이 높였다. 골 흡수 작용을 촉진하는 단백질 RANKL에 대항하는 단일클론성 항체인 데노수맙(상용적으로 Prolia라고 불림) 약품이 그 예이다. 하지만 더욱 흥미로운 사실은 골 형성 작용을 하는 몇몇 신호 전달 체계들의 발견이다. SOST 유전자의 경우, 스클레로스틴 항체에 대한 연구가 임상 시험이 실시되었는데, 골 형성이 유의하게 증가되었다.” 라고 말했다.

이러한 연구들은 골 생물학과 골절민감도에 대한 이해를 돕고 있다. Erasmus 메디컬센터의 연구원이자 논문편찬의 주저자인 캐롤 에스트라다(Karol Estrada) 씨는 “기존의 알려진 단백질과 이동경로에 대한 이해를 넘어서 전혀 새로운 생물학에 봉착했음을 깨달았다.”라고 말했다. “예를 들어, 18번 염색체 내 유전자에 대해서는 거의 알려진 바가 없으며 이 곳이 골절 위험도와 매우 밀접한 관련성을 가짐을 밝혀냈다. 지금은 FAM210A로 알려진 유전자가 이러한 유전적 신호의 근본적인 요소”라고 설명했다.

논문의 공동저자인 더글라스 키엘(Douglas Kiel) 하버드 의과대학 교수는 “일반적 유전요소를 지닌 여성들과 비교하여 골밀도 저하 유전자 변이가 과도한 여성들은 골다공증과 모든 종류의 골절 위험이 각각 56%, 60% 높은 것으로 밝혀졌다. 더욱 흥미로운 사실은 특정 개인 군은 골다공증 위험 증가 혹은 골다공증 골절 감소 유전이나 변이가 적다는 것이었다.”고 밝혔다.

골다공증은 골다공증 골절이 일어나기 전에는 대부분 증상이 나타나지 않기 때문에, 조기에 발견하기가 어렵다. 고관절(대퇴부) 골절 발생 후 50% 정도가 골절 전의 활동 능력을 회복할 수 없으며, 25%에서는 집 혹은 요양기관의 보호가 필요하며, 1년 내 사망률도 20%정도이다. 

2009년 우리나라 국민건강영양 조사에 따르면 50세 이상 골다공증 유병률은 남성 8.1%, 여성 38.7%이었다. 또한, 50세 여성이 죽을 때까지 골다공증 골절을 최소 한번 이상 경험할 확률은 30% 정도로 흔한 질환이다. 이로 인한 사회 경제적 손실은 초고령화 사회에 진입하고 있는 국내 현실 상 계속 증가할 것이다.

이승훈 서울아산병원 내분비내과 교수는 “이번 연구를 통해 새롭게 밝혀진 유전자들은 골 대사에 대한 새로운 신호 전달 체계에 대한 정보를 제공함으로써 골다공증 치료제의 표적으로 사용될 수 있다.”며 “골다공증 유발 유전자 변이가 많은 여성들은 골다공증과 골절 위험이 각각 56%, 60% 높은 것으로 밝혀져 개인의 유전적 차이에 근거하여 대상을 선정하여 치료하는 개인 맞춤의학(personalized medicine)의 실현을 가능케 할 것이다.” 고 이번 연구의 의미에 대해 밝혔다.

또한 “더 많은 유전자 변이를 밝혀내기 위해 새로운 기술과 접근 방식을 도입해야 할 것이며 국내 참여 연구진인 서울아산병원은 보건복지부에서 진행하고 있는 차세대 맞춤 의료유전체 사업단에도 참여하고 있어 한국인 골다공증의 유전적 원인을 이해하는 데 도움을 줄 것이다.”고 설명했다.