발달장애 등 일부 염색체(유전체) 이상질환은 아이가 어느 정도 성장할 때까지 알아차리지 못하는 경우가 적잖다. 예컨대 성염색체 수 이상으로 발생하는 터너증후군(XO)과 클라인펠터증후군(XXY)은 보통 사춘기 이후에 증상이 나타난다. 출산 직후에 유전자검사를 받으면 질환이 발현되기 전부터 조기에 치료해 예후를 개선할 수 있다.

보건복지부 자료에 따르면 선천성 이상아의 발생률은 2008년 4.6%, 2009년 5.1%, 2010년 5.8%, 2011년 6.8%, 2012년 7.4% 등으로 늘고 있다. 2014년 국내에서 태어난 선천성 이상아는 4만4896명으로 전체 신생아의 10.3%를 차지했다.  선천성 이상아 발생률이 5년 사이 두 배로 늘었다.

선천성 이상아는 기형뿐 아니라 겉으로 드러나지 않는 이상질환을 갖고 태어난 아기도 포함한다. 선천성 이상아가 늘어난 데에는 검진기술의 정확성 향상, 산모의 고령화, 환경오염, 잘못된 생활습관 등 다양한 요인이 영향을 미친 것으로 분석된다.

이에 산전 유전자검사만으로는 부족하다고 생각하는 부모 사이에서 산후 유전자검사인 보령바이오파마와 엠지메드의 ‘G스캐닝’(지스캐닝)이 신뢰를 얻고 있다. 신생아 유전자검사는 신생아의 제대혈이나 발뒤꿈치에서 채혈한 혈액으로 정신지체, 발달장애, 자폐 등의 증상이 나타나기 이전에 유전체를 분석하는 것을 목표로 한다. 자폐는 발병원인이 밝혀지지 않았지만 일부 환자는 2, 3, 7번 염색체에 미세결실이 생겨 발생하는 것으로 알려져 있다.      

G스캐닝 서비스는 최신 유전자진단기술인 마이크로어레이(microarray, DNA칩)와 형광제자리부합법(FISH, fluorescent in situ hybridization)으로 이뤄진다. 국내 출시된 산후 염색체이상 진단검사 서비스 중 한국보건의료연구원(NECA)으로부터 신의료기술로 인증받은 것은 G스캐닝이 처음이다. G스캐닝 관련 기술은 과학기술논문색인(SCI)급 학술지에만 논문이 20여편 이상 게재됐으며, 검사가 총 20만건 이상 시행돼 유효성이 충분히 검증됐다는 평가다.

G스캐닝 중 마이크로어레이에 기반을 둔 고해상도유전체검사(CMA, cytogenomic microarray 또는 chromosomal microarray)는 전체 염색체 중 질환 관련 주요 정보를 담은 약 1억4400만개의 염기쌍(bp, basepairs)에 대해 DNA 복제수 변이(CNVs, copy number variants) 여부를 선별(screening)한다. FISH는 확진검사로 마이크로어레이 선별검사에서 이상이 의심될 때 추가로 진행된다.

CMA 분석법은 마이크로어레이에 바탕을 둬 해상도가 기존 핵형(karyotype, 염색체의 형태·크기·수) 분석법보다 10배 이상 높다. 기존 검사에서 판단하기 어려운 미세유전자결실(micro-deletion)이나 미세유전자중복(micro-duplication) 질환 유무까지 알 수 있어 염색체 전반의 무결성(integrity)을 확인할 수 있다.    

엠지메드는 국내에서 유일하게 염색체의 수적·구조적 이상을 진단하는 마이크로어레이용 유전체칩(BAC DNA칩)을 자체 생산하고 있다. 한국인 고유의 박테리아 인조염색체(BAC, bacterial artificial chromosome) 정보를 담은 유전자도서관(gene library)을 확보, 이 중 염색체이상질환과 관련된 유전자를 포함하는 DNA 부위(BAC클론, BAC clone)를 선발해 탐침(probe)으로 만들고 있다. 또 개발한 마이크로어레이 분석 전용 소프트웨어를 활용해 결과를 정확하고 빠르게 분석한다.
BAC는 사람의 염색체를 조각내 박테리아 염색체 사이에 순서대로 끼워둔 형태로 사람의 특정 염색체 조각이 필요할 때마다 꺼내 원하는 만큼 복제할 수 있다.

G스캐닝은 CMA 중에서도 마이크로어레이 기반 비교유전체혼성화법(array CGH, microarray-based comparative genomic hybridization)을 이용한다. 어레이CGH의 원리는 녹색 형광물질이 부착된 환자의 DNA를 적색 형광물질이 부착된 대조(control) DNA와 마이크로어레이 판(slide)에 반응시키면 검사대상인 환자의 DNA와 대조 DNA과 경쟁적으로 탐침(BAC에서 복제한 사람 DNA 클론)에 붙는 것이다. 미세유전자결실이 있으면 대조 DNA가 환자의 DNA보다 탐침 DNA에 상대적으로 많이 붙으므로 적색 계열로 표시되고, 미세유전자중복이 있으면 환자의 DNA가 탐침에 다량 결합하므로 마이크로어레이 판이 녹색 계열을 띤다.    

FISH 확진검사를 하려면 우선 마이크로어레이 선별검사에서 이상이 의심되는 부위에 대응하는 탐침 DNA를 준비해야 한다. 이 탐침을 형광처리한 다음 이중가닥인 환자의 DNA와 탐침 DNA를 변성(denaturation)해 단일가닥으로 풀고 이들 DNA를 섞는다. 염색체이상이 있는 경우 형광현미경 검사에서 그 부위가 형광색으로 발색된다.  

지스캐닝의 핵심기술인 마이크로어레이는 미국산부인과학회(ACOG, The American Congress of Obstetricians and Gynecologists)가 지난해 12월 ‘최신 유전자진단기술 마이크로어레이와 NGS’(Microarrays and Next-Generation Sequencing Technology: The Use of Advanced Genetic Diagnostic Tools in Obstetrics and Gynecology)를 주제로 발표한 의견서에서 태아 초음파검사나 비침습적 산전 유전자검사(NIPT, non-invasive prenatal test) 등과 함께 산전 염색체이상검사로 추천됐다. 반면 차세대염기서열분석(NGS, Next generation sequencing)은 동료연구진 평가(peer review) 등 유효성 데이터가 충분히 확보되기 전까지 임상연구 외에 태아의 염색체이상 여부를 확인하기 위한 일반(routine) 검사로 사용하지 않도록 권고해 차이를 뒀다.      

NGS는 대규모 병렬형 염기서열분석법(massive parallel sequencing)으로 전체염기서열분석(whole-genome sequencing)과 전체엑솜염기서열분석(whole-exome sequencing)에 활용된다. 엑솜은 전체 DNA 염기서열 중 단백질 합성정보를 담고 있는 부분으로 관련 정보가 들어있지 않은 인트론(intron)보다 질환 발병에 큰 영향을 끼친다. 전체 DNA 중 약 1%를 차지한다.

미국산부인과학회는 NGS의 단점으로 소아 및 성인의 전체 염기서열을 분석해 결과를 얻기까지 5~18주가 소요되며, 비용이 비싸다고 지적했다. 선별검사 특성상 위양성(false positive, 염색체가 정상인데 이상이라고 잘못 판단함)으로 판단할 수 있는데 전체 염색체 또는 엑솜을 검사하는 만큼 산모와 의료진에 불필요한 걱정을 증가시킬 수 있다고 우려했다. 반면 마이크로어레이는 DNA 정량검사로 염색체의 미세 결실·중복을 알 수 있지만 다른 유전적변이인 전좌·역위·점돌연변이 등을 검출할 수 없는 게 한계로 꼽혔다.

지스캐닝은 2009년 론칭 후 8년간 330여가지 중복되지 않는 염색체 이상 문제를 찾아냈다. 이 가운데 △고양이울음증후군 △대뇌성거인증 △다운증후군 △파타우증후군 △프라더윌리증후군 △엔젤만증후군 △17p12 증후군  △디죠지증후군 △에드워드증후군 △터너증후군 등이 의료비 지원 대상 질환이다. 

보건복지부는 헬프라인을 통해 지속적인 치료가 요구돼 의료비 부담이 큰 희귀난치성질환자의 경제적 부담을 덜어주는 ‘희귀난치성 질환자 의료비지원사업’을 시행하고 있으며 G스캐닝을 통해 판별된 다수의 유전질환이 지원대상에 포함된다.

보령바이오파마 관계자는 “신생아 유전자검사 시장을 개척한 지스캐닝은 핵심기술인 마이크로어레이와 FISH 관련 논문이 SCI급 학술지에만 약 20편 이상 게재됐으며, 미국산부인과학회 등이 권고해 충분히 검증을 거쳐 신뢰도가 높다”고 소개했다.