[피플] “현미경 대신 코딩, 재미있는 바이오인포매틱스” 이원다이애그노믹스 CTO 이성훈 박사
2018년 6월 11일 월요일 | 박은영 기자 이메일

[무비스트=박은영 기자]

“영화보다 더 영화 같은 자신만의 삶 그 자체의 인문학을 들려줄, 시대의 100인을 만나다”

외연을 확장한다. 영화배우와 감독이 주를 이뤘던 기존의 인터뷰에서 보다 분야를 넓혀 피플 리스트를 채워 나갈 예정이다. 남다른 소신과 철학으로 우뚝 선 존재감의 이들은, 현실에 발을 붙인 흥미진진한 영화적 캐릭터에 다름 아니다. 영화 같은 자신만의 삶! 그 자체의 인문학을 들려줄 우리 시대 100인의 이야기를 전한다.

- 편집자 주



유전체는 인간의 설계도, 유전체 분석은 그 사람이 어떻게 설계되었는지를 분석하는 것,
개인의 유전체를 분석하여 맞춤 헬스 케어 제공하는 EDGC,
새로운 ‘비침습진단(NIPT)’ 기술로 ‘인천시 과학 기술상’ 대상 수상,
작년 중후반 이후 NIPT 검사 정확도 100%,
국내 시장뿐만 아니라 동남아시아, 중동지역 등 해외 시장을 활발하게 공략,
암 발병 예측과 예방도 유전체 분석으로,
‘감기처럼 암 치료’ 하는 꿈 같은 일이 머지않아 현실로,
바이오와 인포매틱스의 결합인 융합 학문 바이오인포매틱스,
현미경 대신 코딩,
다수의 특허와 위암과 폐암유전체 연구에 좋은 결과를 얻어,
연구와 기술 개발을 토대로 사람들에게 도움이 되고 싶어


# 이원다이애그노믹스 & 이성훈

유전체 전문 분석 기업인 이원다이애그노믹스(EONE-DIAGNOMICS, 이하 EDGC)의 CTO로서 기술 총괄을 책임지고 있다. 개인적 지향점은.
내 연구와 기술을 바탕으로 개발된 서비스(상품)가 사람들에게 도움이 되는지가 가장 중요하다. 이건 EDGC의 신념이기도 하다.

‘유전체 분석’이라는 게 일반인에게 낯선 분야인데, EDGC의 정체성과 제공하는 서비스에 대해 간략한 소개를 부탁한다.
유전체는 인간의 청사진(설계도)이라 할 수 있다. 즉, 유전체를 분석한다는 것은 그 사람이 어떻게 설계되었는지를 분석한다는 것이다. 우리는 최첨단 유전자 분석 기술과 바이오인포매틱스(생물정보학) 기술을 보유하고 있다. 이를 바탕으로 개인의 유전자를 분석하고 나아가 질병 예방을 위한 개인 맞춤형 라이프스타일을 제안한다. 한마디로 유전자에 기반한 글로벌 헬스케어 전문 기업이라 할 수 있다.

현재 EDGC가 제공하고 있는 서비스는 크게 클리닉 시장(임상 검진)과 컨슈머 시장으로 구분된다. 비침습 산전 검사(NICE®), 신생아 유전자 검사(bebegene®), 안과 질환 유전자 검사(MyEyeGene®), 암·질환 예측 서비스(gene2me® Plus), 가족성 유방암 검사(BRCARE®), 소비자 직접 의뢰 유전자 분석 서비스(gene2me®), 대사증후군·유전자 융합 서비스(마이젠플랜™) 등 전생애주기를 커버하는 서비스를 제공하고 있다

‘비침습산전진단(NIPT)을 위한 새로운 분석기술 개발’로 지난 4월 인천시 과학기술상 기술 부문 대상을 받았다. 수상을 축하드린다. ‘비침습산전진단(NIPT)’은 어떤 검사인가.
한마디로 임산부 혈액에 있는 태아의 DNA를 이용하여 차세대염기서열분석방법(Next Generation Sequencing 이하 NGS)으로 염색체의 수적 이상을 선별하는 검사다.

보통 양수 검사나 조직 검사는 침습 검사, 피 검사나 타액(침) 검사는 비침습 검사로 분류된다. 임신 시 태아한테 기형이 있는지 없는지 판별하기 위해, 주로 활용했던 검사가 양수 검사인데, 양수 검사는 임산부의 양수를 뽑아 양수 내에 있는 태아의 세포를 관찰하여 판별하는 방법이다. 다운증후군(21번 염색체가 3개), 에드워드증후군(18번 염색체가 3개)이 대표적인 선천적 기형 증후군이다. 문제는 양수 검사가 임산부에게 스트레스를 주고 드물지만, 태아에게 영향을 줄 수도 있다는 점이다. NIPT는 임산부의 양수를 뽑지 않고 피 검사를 통해 진단하는 것을 의미한다. 임신 10주 이상이 되면 임산부의 피 속에 태아의 DNA가 5~10% 수준을 차지하게 된다. 이때, 임산부의 피를 채취하여 태아의 상태를 파악하는 것이다.

‘비침습산전진단(NIPT)’ 기술은 언제 등장했는지. 국내 경쟁 업체와 차별화되는 EDGC의 NIPT 기술력은.
NIPT 개념이 나온 건 5년 정도 됐다. 국내에서 이 서비스를 제공하는 업체가 5~6 곳 있 고, 현재 EDGC가 (검사 의뢰 건수 면에서) 국내 1위로 올라선 거로 알고 있다. NIPT의 핵심은 정확도이다. 그간 개발해온 ‘멀티(multi)-Z 알고리즘’(기자 주 인천시 과학기술상 기술 부문 대상을 받은 기술임)으로 NIPT 검사의 정확도를 획기적으로 높였고, 현재 검사 시기인 임신 10주보다 검사 시기를 앞당길 수 있었다. (단, 아직까지는 임신 10주에 검사 시행 중이다) 새 분석기술을 적용하기 시작한 작년 중후반부터 지금까지 단 1건의 검사 오류가 없었는데, 이는 주목할 만한 성과라고 할 수 있다.

NIPT 관련 시장 전망은 어떤가.
유전체 검사 업체 간의 경쟁이 치열하고, 출산율이 감소하고 있기에 국내 시장 확대는 한계가 있다. 해외 시장에 주목하는 이유다. 현재 국내와 해외 시장 비율이 반반 정도인데 곧 해외 시장이 국내시장을 추월할 거로 예상된다.

태국에 산전검사 서비스인 나이스 검사(NICE®) 런칭을 준비 중인 것도 해외 시장 개척의 일환이라 볼 수 있겠다.
작년 말에 EDGC와 태국 최대수탁기관인 BANGKOK R.I.A Group(이하, BRIA LAB)이 ‘전략적 파트너쉽에 대한 계약’을 체결했고, 좀 전에 소개한 EDGC의 서비스를 독점 공급하게 됐다. BRIA LAB은 태국 내 중·대형 병원 및 정부 산하 건강센터 등에 서비스를 제공하는 최대 및 최고수준의 진단검사전문센터다. 이번 계약으로 태국 내 산전 검사 서비스는 EDGC의 나이스검사로 전량 교체될 예정이다. 태국을 비롯한 동남아시아와 중동지역은 고성장 중이고 출산율이 높기에 우리가 주목하고 있는 시장이다.

EDGC 제공 서비스 중 암·질환 예측 서비스(gene2me® Plus)가 있는데, 좀 더 설명을 부탁한다.
질병의 원인은 보통 유전적 요인과 환경적 요인에 기인한다. 유전적 요인으로 발병하는 대표적인 병이 알츠하이머로, APOE(Apolipoprotein E) 유전자에 변이가 일어날 경우 발병률이 7배 이상 차이가 난다. 또, 호모시스테인의 축적에 관여하는 유전자인 MTHFR(MethyleneTetraHydroFolate Reduactase)가 있다. 이에 변이가 생기면 동맥경화, 뇌경색, 치매 등의 가능성이 커진고 임산부의 경우 자연유산될 가능성도 커진다. 많은 질병이 유전적 영향이 더 크고, 조현병이나 양극성장애 같은 신경정신과질환은 유전적 영향과 환경적 영향의 정도가 비슷하다고 보고돼 있다. 유전자 변이는 부모로부터 물려받은 선천적인 것으로, 어찌할 방법이 없으니 후천적 관리와 예방이 중요하다.

암의 경우도 마찬가지다. 대장암, 유방암, 난소암 등 몇 가지 암의 일부는 유전성의 특징을 나타내는데, 흔히 ‘유전성 암’이라는 표현은 병원에서는 자극적이라 잘 사용하지 않지만, 학술적으로는 입증된 부분이다. 보통 ‘가족성 암’에 포함된 개념이다. 대표적인 것이 할리우드 배우 안젤리나 졸리가 예방 차원에서 유방 제거 수술을 해서 널리 알려진 BRCA 유전자가 있다. 또, 대장암의 경우 Lynch syndrom (유전적 비폴립성 대장암)이 있다. 그렇다면 암이 유전적 혹은 비유전적으로 나눠지는 이유에 대해 궁금하지 않나? 좀 더 자세하게 들어가도 될까?

물론.
세포는 분열하면서 DNA를 복제하는데, 만약 복제가 잘 못 된다면 오류 수정을 하게 된다. 수정한다고 하지만, 잘 못 하는 경우가 생기고, 이게 만약 특정 암에 관여하는 유전자라면, 암으로 진행될 수 있다. 보통 나이 들면서 암의 발병률이 높아지는 이유다. 또, TP53이라는 단백질이 있다. TP53은 DNA에 생긴 이상이 돌이킬 수 없을 만큼 심각해지면 자살 명령을 내리는 역할을 하는데, 인간의 경우는 한 쌍을 가지고 있다. 코끼리는 20 쌍을 가지고 있어, 이론적으로 코끼리가 인간에 비해 암에 걸린 확률이 훨씬 낮다고 할 수 있다. 만약, TP53이 변이를 일으켜 기능이 떨어진다면, 이상세표가 자살하지 못하고 살아남게 돼서 암에 걸린 확률이 높아지게 된다.

유전체를 분석해서 암의 발병 가능도를 예측한다는 개념은 이해된다. 그렇다면, 실제 분석 기법은.
최근 세계적으로 개발에 힘쓰고 있는 미래기술이 액체(체액, 피, 침, 소변 등)를 검사하는 ‘액체생검’(Liquid Biopsy)‘이다. NGS를 이용한 액체 생검은 혈액 속의 암 연관 유전자 변이를 파악하며 암 유무를 검사하는 것이다. 이는 NIPT보다 훨씬 고도의 기술을 요구한다. NIPT가 산모 혈액 속에 녹아 있는 (전체 혈액의) 5~10% 정도를 차지하는 태아의 DNA를 채취하여 염색체 이상을 판별했다면, 암 검사는 혈액 내 녹아 있는 0.1% 수준의 암세포 유래 DNA를 분석해야 하기 때문이다. 녹아 있는 비중이 작을 때 검사할수록 (암의)조기 발견이 가능해진다. 결국, 기술력의 문제다. 혈 중 암세포를 직접 분석하거나 암세포 유래의 단백질을 분석하는 기술도 있고, 이들 기술을 융합해서 더 정확한 기술을 만들기도 한다. 조만간 런칭 예정이다.

정리해 보자면, 의뢰인 입장에서는 피만 뽑으면 검사를 통해 암의 발견이 가능하다는 건가? 물론 피를 뽑아서 NGS 기술로 유전체 분석을 하는 거겠지만. (웃음) 그렇게 쉽게(?) 진단이 가능하다니!
NGS 기술을 개발한 이유가 적은 비용으로 빨리 정확하게 유전자 정보를 해독하기 위해서였고, 그 첫 번째 타깃이 암이다. 앞으로 액체생검과 동시에 동반진단까지 가능해질 것이다. 동반 진단이란 암 변이를 발견할 경우 그에 맞는 처방까지 제공하는 것이다. 몸에 이상이 있다고 느끼지만, 너무 초기라 혹은 다른 이유로 피검사나 스캔으로 발견하지 못 하는 것을 유전체 분석으로 발견할 수 있는 거다. 기술이 100% 개발된다면 말이다. 그야말로 ‘감기처럼 암 치료 한다’는 말이 현실화되는 거다. 물론 여기까지 가기에는 해결해야 할 장벽이 있다.

무엇인가.
암 종류와 상관없이 공통 변이가 있을 수 있고, 이 경우 공통 처방이 가능한지가 관건인데, 논쟁이 많은 부분이다. 예를 들면, 간암에 대한 항암제가 다른 암에도 효과가 있을 수 있다. 이를 입증하려면 항암제를 임상시험해야 하는데, 현재 의료체계 하에서는 간암 항생제이면 간암 환자를 대상으로만 처방이 가능하다. 쉽게 얘기하자면 간암 항암제로 위암 항암 효과에 대한 처방을 할 수 없다는 말이다. 그리고, 이런 종류의 항암제에는 내성을 가진 암세포가 쉽게 생긴다는 단점이 있다. 최근에는 근본적인 대안으로 면역항암제 개발 시도가 활발히 이루어지고 있는데, 결국은 액체생검과 면역항암제의 조합에 가장 큰 기대를 걸고 있다.

유전자 검사로 암의 발병 가능도 예측과 사전 예방에 대해, 회의적인 시선이나 비판도 있을 것이다.
근본적으로 좀 전에 말했듯 질병의 원인이 환경적 요인과 유전적 요인으로 구분되는데, 환경적 요인이 강한 병들은 유전자 검사의 역할이 애매한 측면이 있다. 그리고 다양한 유전자들이 관여하는 질병의 경우 정확한 예측이 힘들어질 수 있다. 이런 경우, 유전자 검사의 효용 유무에 의견이 갈린다. 하지만, 설계도로서의 유전체 정보에 대한 이해가 커질수록 이런 문제는 점차 해결될 것이다.

# 이성훈

1세대 생물정보학자로서 국내 유전체학의 발전에 다양한 기여를 해왔다. ‘생물정보학’은 다소 생소한 분야이다.
생물정보학은 Bio와 Informatics의 결합으로, 보통 ‘분자생물학에 통계학과 컴퓨터과학을 적용한 학문’이라고 소개된다. 한마디로 융합 학문이라 할 수 있다. 나 역시 학부부터 박사까지 미생물학과 분자생물학을 전공했다. 2002년 한국생명공학연구원에 국가유전체정보센터가 신설되면서 합류했고, 이후 쭉 생물정보학과 유전체 연구를 해왔다. 그전까지 현미경 보며 연구했다면, 이제는 코딩을 한다.

프로그램을 직접, 손수 짠다는 이야기인가.(웃음)
국가유전체정보센터 신설 당시, 전산을 전공한 사람과 나같이 생물학을 전공한 사람이 모였었다. 전산 전공자는 프로그래밍에는 뛰어나지만 도출된 결과를 해석하는 데 어려움이 있다. 생물학적 지식이 없으니 문제가 무엇인지, 어떤 결과가 나와야 하는지 모르는 거다. 반면, 바이오 전공자는 문제를 알고 어떤 답이 나와야 하는지도 알지만, 코딩을 못 하는 거지. 그래서 직접 코딩을 해야겠다 싶었다. 다행히 당시 사용했던 프로그램이 파이썬(Python)이었는데, 정말 배우기 쉬운 랭귀지다. 3~4일 배우고 시작할 수 있었다.

아마도... 모든 사람에게 쉽지는 않을 것 같다! (웃음) 생물정보학의 매력은.
바이오(생물학)하다가 바이오인포매틱스(생물정보학)를 하면서 좋았던 게 결과가 바로 나온다는 거였다. 바이오인포매틱스는 학문이자 도구라고 할 수 있다. 일반적으로 한 분야에서 박사를 따고 계속해서 공부한다는 건, 보통 사람은 관심도 없는 미세한 부분을 연구하는 경우가 많다. 예를 들면, 나는 식물 뿌리의 미세한 뿌리털을 연구하곤 했었다.(웃음) 바이오인포매틱스는 분석도구라는 측면에서 생명체의 많은 영역에 접근 가능하고, 정보학이라는 측면에서 학문적으로 깊은 분석도 가능하다. 지식의 범위가 넓어지고, 그 중 흥미 있는 부분을 깊게 다룰 수 있다는 게 매력이다. 처음 코딩을 시작할 때는 너무 재미있어서 밤을 새울 정도였다. 지금도 여전히 연구하는 게 즐겁다.

자녀에게 이 분야를 권하고 싶은가. 앞으로 더욱 유망할 학문이라 여겨지는데...
미국 등에서도 인력 확보가 힘들고, 그건 우리나라도 마찬가지다. 우리 아이들의 경우, 이미 큰아이는 생물과 전산을 공부하고 있는데, 조금 더 힘을 내줬으면 좋겠다. (웃음) 내가 강요할 수는 없지만, 재미있게 해나갈 것으로 믿는다. 작은아이는 나랑 성향이 비슷해서, 내 이야기를 정말 흥미롭게 들어준다.

2016년 EDGC에 합류했다.
처음에 밝혔듯 지금까지 수행한 연구와 기술을 바탕으로 사람에게 도움이 되고 싶다는 내 바람과 유전체 분석에 근거하여 맞춤 케어를 제공하는 EDGC의 사업 방향이 잘 맞았다. 또 EDGC 에서 만난 분들의 열정과 전문성에 대한 믿음이 생겼다.

이번에 인천과학기술 기술 부문 대상을 수상한 Multi-Z NIPT 알고리즘을 포함해서 다수의 특허와 유수의 논문을 발표한 거로 알고 있다. 소개를 부탁한다.
특허는 10개 정도 등록이 됐는데, 그중에서 Multi-Z NIPT 알고리즘이 실제 사용되고 있다. 또, 식물 분자육종에 사용되는 ‘식물 분자 육종을 위한, 코어 재조합 블럭 기반의 서열분석방법’이 식물유전체 분석에 활용되고 있는데, 개인적으로 자부심을 느끼는 기술이다.

특허보다는 연구논문 중에 애착이 가는 것들이 있다. 최초 한국인유전체를 분석해서 논문을 발표했었다. 위암유전체와 폐암유전체 분석 등으로 좋은 연구 결과를 받았다. 특히, 위암유전체 분석은 국립암센터와 공동연구를 통해 한국인에서 ‘미만성위암’의 유전변이 특징을 밝혔고, 서울대병원과 함께 ‘현미부수체위암’의 변이특징을 밝혀 이 암의 진단에 도움이 되는 결과를 얻었다. 이외에도 국립식량과학원과 식물분자육종을 위한 유전체분석법을 개발해서 특허를 따고 논문을 실었는데, 국내 특성상 상업화하기에 한계가 있어서 계속하지 못하는 것이 아쉽다.

생활하면서 사적으로 혹은 공적으로 고수하는 원칙이 있다면.
글쎄, 딱히 생각나는 게 없는데... 거짓말을 안 하려고 한다는 거? 내가 하는 것도, 당하는 것도 싫다. 그리고 상황이 어색하고 난처해지더라도 바른 말을 하려고 노력하는 편이다. 어디까지나 노력으로 그렇게 못 하는 경우도 있다!

평소 영화 보는 것을 즐기는 편인지. 인상 깊게 본 영화가 있다면.
평소에 영화를 많이 못 보는데, 최근에 본 <세이프 오브 워터>(2017)가 흥미로웠다. 원래 판타지를 좋아한다. 영화를 보며 두 주인공이 사랑하는 건 좋은데, 여주인공인 ‘앨라이자’(샐리 호킨스)가 물속에 살면 지루하지 않을지 혼자 상상했었다. (웃음) 또, <사운드 오브 뮤직>(1965)은 몇 번을 봐도 질리지 않는 영화다.

<셰이프 오브 워터>에 대한 참신한 관점이다! (웃음) 최근 행복한 순간 혹은 인상적인 일을 꼽는다면.
음, 상장 심사에 통과해서 기쁘고, 그보다 더 좋은 건 아까 말했듯 작년 중반 이후 검사 정확도가 100%라는 거다. 검사를 의뢰한 병원이 무엇인가를 질문할 때 자신있게 대답할 수 있고, EDGC의 기술력을 인정받은 거 같아 기쁘다. 개인적으로는 주말 부부 10년 차인데, 주말에 집에 갈 때마다 연애하는 듯한 느낌이라고 할까. 소소하게 행복하다.


2018년 6월 11일 월요일 | 박은영 기자(eunyoung.park@movist.com 무비스트)
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사진. 박은영

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