오태광의 바이오 산책 <18> 유전자 관련 생명윤리(Bioethics); GMO, 유전자 치료 > News Insight

생명윤리는 사람과 자연에 존재하는 생명체와의 관계를 윤리적인 차원에서 설명하는 것이며 근본적으로 자연종 보호를 우선으로 하고 있다. 생명체의 기본원리에 벗어나는 것을 나쁜 것이라는 기준하고, 생명윤리는 생명체 창조나 수정란 내 유전자 변환은 물론, 인체 유전자를 제거 또는 교정하는 치료법과 나아가서는 낙태, 체외수정, 장기이식, 존엄사(尊嚴死) 등에 따른 인간 존엄성과 도덕/윤리성 문제까지 포함하고 있다. 

최근, 동물실험 방법으로 개발한 화장품의 불매운동으로 생명 존엄성을 침해하는 동물실험 대신 세포 시험으로 대체하고 있고 열악한 환경에서 동물사육도 문제시 하고 있다. <아래 사진>에서 보듯이 의약품 실험이나 화장품 개발에 살아있는 동물을 실험하는 끔찍한 장면은 결국 생명 존엄성을 훼손한다고 할 수 있다.

 이런 이유로 인간 생명을 다루는 의약품 개발 이외에 화장품 개발에는 생명 존엄성을 침해하는 동물실험은 생명 윤리적 차원에서 점차 금지되고 있다. 국내에서는 이미 2017년 2월4일부터 시행 중인 화장품법 개정안에는 “동물실험을 실시한 화장품 등의 유통판매금지(제15조 2항)”로 동물실험을 금지하고 있다. 2021년 현재 화장품 동물실험 금지를 법제화한 국가는 한국, 유럽연합, 인도, 이스라엘, 노르웨이, 스위스, 대만 등이 있고, 미국은 국가 차원이 아니라 캘리포니아주, 네바다주, 일리노이주에서만 금지법이 시행되고 있고 가까운 일본, 중국은 아직 시행하지 않고 있다. 

유전자 조작기술이 혁신적으로 개발되면서 거의 모든 화학 물질을 미생물, 동식물은 물론 인간의 유전자를 마치 레고를 조립하듯 융합하고 교정하여 원하는 물질을 초정밀하게 생산할 수 있게 되었다. 하지만, 미생물, 동식물간 유전자를 융합하고 편집하는 기술도 생명 윤리적 입장에서는 생명체 기본원리를 벗어나기 때문에 위험성이 크다고 할 수 있다. 

한편, 급속히 발전하고 있는 유전자가위(CRISPER Cas9)와 같은 바이오 기술은 정확한 유전자 조작기술이 가능해져서 유전자 조작에 대한 위험성을 낮추고 있지만 생명윤리 문제에서는 논쟁의 대상이 되고 있다. 

외래 유전자가 유입되는 것을 GMO로 인정하는데 유전자가위 기술로 단지 나쁜 유전자를 제거한 경우는 많은 국가가 Non-GMO로 인정하고 있다. 이미 30여종 이상의 유전자 편집된 동식물이 GMO로도 표시하지 않고 미국이나 일본에서 상용화하고 있지만, 여전히 유전자 조작 동식물에 대한 우려는 크다. 

신규 유전자 조작기술이나 세포배양 기술로 가시적인 생리기능을 획기적으로 바꿀 수도 있고 나아가서 이종(異種) 생명체 간의 유전자 융합도 가능하여서 생명윤리 문제에 대한 고민은 계속될 것이다. 유전자 관련된 생명윤리는 유전자 치료와 생명복제로 크게 2가지로 구분하고 있다.  

이번 바이오 산책은 생명윤리 중 GMO와 유전자 치료에 분야에 대해서 함께 설명하고 함께 생각하는 자리를 만들고 자 한다. 

GMO(Genetically Modified Organism)는 20세기부터 많은 이슈(Issue)화가 되었고, 21세기에도 끊임없이 논란이 되고 있다. 유전자 조작된 외래 씨앗이 하역이나 운송 도중 떨어져 일반 Non-GMO 경작지로 흘러 들어가 생태계를 교란시킬 위험성은 매우 크다. 중국산 GMO 유채가 운송도중 유실되어 경상북도 일부를 오염시킨 경우처럼 GMO 환경문제로 발전한 것은 우리나라뿐만 아니라 세계 각지에서 보고되고 있다. 

하지만 많은 논란이 되고 있었던 GMO로 만든 음식물을 식용에 이용했을 시 발생할 수 있는 위험성은 아직까지 특별한 이상이 보고되고 있지는 않지만 많은 사람은 여전히 불안해하고 있다. 특히 정밀하게 유전자 조작이 가능한 유전자가 위(CRISPER Cas9)기술을 사용한 작물의 정밀 육종(Precision breeding)기술은 작물에 특성에 맞는 효율적인 유전자 편집 방법과 재 분화 방법을 사용하여 다른 GMO 작물과 다르게 외래 유전자를 남기지 않아서 미국, 캐나다, 일본 등지에서는 Non-GMO로 승인받아 공개적으로 판매가 되고 있다. 

대표적인 예로 미국 칼릭시트(Calyxt)사는 심혈관질환에 원인이 되는 저밀도 콜레스테롤(LDL, Low Density Lipoprotein) 함량은 낮고, 인체에 유익한 고밀도 콜레스테롤(HDL, High Density Lipoprotein)함량이 높은 대두를 Non-GMO로 이미 시장에 출시하였다. 

일본에서는 혈압상승을 억제하는 GABA(Gamma AminoButylic Acid)가 4~5배 많은 토마토를 생산하여 Non-GMO로 승인받았다. 이외에 갈변하지 않는 버섯, 빨리 자라는 연어, 끈기 있는 아밀로펙틴 함량이 높은 옥수수, 유통기간이 긴 바나나, 라이코펜 함량이 높은 토마토, 알레르기 성분을 제거한 밀 등 유전자가위로 Non-GMO로 승인받은 작물과 물고기가 미국에서만도 30여 가지 이상 보고되고 있다. 

유전자교정에 대한 미국 농무성(USDA) 입장은 관행 육종 방법을 통해서 획득할 수 있는 변이와 유전적 개량이 같다는 근거로 유전자가위 기술을 수용하였고, 일본은 GMO 농작물을 담당하는 농림수산성, 환경성 및 후생노동성은 관행 산물(작물, 식품)과 같은 수준의 위해도(危害度)를 보이는 유전자교정(유전자가위 사용) 산물은 “GMO 검증 대상이 아니다(Non-GMO)”라고 판단하였다. 

유럽은 2000년부터 검토하여 2018년 유럽사법재판소에서 2001년 이전에 이루어진 경우만 GMO 규제 면제라는 판결을 했으나, 2001년 이전과 이후에 동일 산물에 대해 “동일취급” 원칙에 위배 되어서 2021년 4월 신 육종기술인 유전자가위 해결책 개발을 착수하여 2023년 2/4분기에 공개할 예정이다. 

우리나라도 2021년 5월 입법 예고한 유전자교정 산물 규제를 위한 “유전자 변형생물체의 국가 간 이동 등에 관한 법률(유전자변형생물체법)” 일부 개정 법률(안)과 관련해서 일부 유형의 유전자교정 산물에 대해서 위해성 심사 및 작종 승인을 면제할 수 있는 사전검토 신청대상 기준을 마련하여 제안한 것은 바람직한 조치로 평가한다. 하지만, 사전 검토시행 주체에 대한 문제점, 검토와 심사의 구분, 모호한 명칭인 “신규 유전자 변형 생물체 사용”이란 용어, 안전관리를 위한 정보수집 요구 등 실제 이행 여부가 새로운 규제가 될 수도 있다(Biosafety 2021,vol22(NO.2)고 한다.  

<유전자 치료>

 유전자 치료는 생물 기존 유전체 내의 특정 유전자 변이가 유전적 질병 등 비정상 상태에 있는 경우 정상 유전자로 치환 또는 비정상 유전자를 교정하여 정상화하여 본인은 물론 후손에게도 유전되지 않게 하는, 어쩌면 엄청난 의료 기술이다. 하지만, 질병이나 비정상을 치료 또는 정상화할 목적으로 하는 것이 아니라, 더 우등한 유전자를 치환하여 더 나은 삶을 영위할 수 도 있고, 심지어 슈퍼맨과 같은 초능력을 가질 수도 있고, 생체 노화를 막아 불로초를 먹은 효과를 얻을 수도 있을 것이다. 

특히, 사람을 포함한 모든 생물체를 만들 수 있는 영화 같은 이야기를 현실화시킬 수도 있고, 생물 종간(種間) 유전자 융합으로 새로운 생명체의 창출도 가능할 수 있어서 고전적 윤리 범위를 벗어나 예측할 수 없는 위험을 자초할 수도 있다. 나쁜 유전자의 결함을 고치는 방법은 잘못된 체세포 유전자를 정상적인 유전자로 치환하거나 교정할 수 있는 체세포 유전자 치료 방법과 아예 정자와 난자가 결합 된 생식세포의 유전자를 치환/교정하여 근본적으로 치료하는 생식세포 유전자 치료 방법으로 크게 나눌 수 있다. 

유전자 치료는 환자 몸에 유전 물질을 직접 주입해서 질병을 치료하는 기술이고 이렇게 치료하면, 해당 환자에게만 나쁜 형질의 유전자를 교정하는 개인맞춤형 치료가 가능하다. 

반면에 생식세포 유전자 치료는 수정란, 배아 세포에 유전자 물질을 주입해서 선천적 질병이나 신체 특정 부위에서 발병할 수 있는 질병을 미리 예방할 수 있는 장점이 있다. 이렇게 되면 태어난 아이의 유전 정보가 바뀌어서 태어난 아기뿐만 아니라 다음 세대로 유전되지 않아 근원적인 치료가 가능하지만, 단지 나쁘지 않은 유전자를 더 좋은 유전적 형질로 강화하는 우생학적 목적으로도 사용될 수 있을 위험성이 크다. 

사람의 유전자 정보에서 단백질을 만들 때 단백질의 염기서열 중 단지 한 개의 염기만 잘못되어도 비정상적인 단백질이 생산하게 되고, 이렇게 되면 해당 단백질 기능이 소실되어 정상적인 기능을 할 수 없어서 질병이 걸릴 수도 있다. 유전자 치료는 염기가 이상이 생긴 유전자를 치료하고자 이상이 있는 해당 유전자를 제거하고 정상적인 유전자를 삽입(Gene replacement)하거나 더 좋은 새로운 기능을 제공하는 유전자 첨가(Gene addition) 방법을 사용한다. 

유전자 치료의 좋은 예로는 비록 영화이지만 “가타카(GATTACA)”에서 볼 수 있다. 부자 집안에서는 태어나면서 유전자교정을 통해 우생학적 유전자를 얻어서 아이큐(IQ)가 높고, 얼굴이 잘생기고 신체와 힘이 좋은 속칭 “슈퍼 베이비(Super baby)”로 태어난다. 하지만, 가난한 집에서 태어난 영화의 주인공인 빈센트는 노력으로 유전적 결함을 극복하고 결국 자기가 원하는 우주비행사가 되면서 “인간 영혼은 유전자로 결정할 수 없다(There is no gene for the human spirit)” 라는 의미 있는 말을 남긴다. 영화는 유전자 치료의 위험성을 경고하면서 인간에 대한 진정한 애정을 바탕으로 인간답게 발전할 수 있는 길을 제시했지만, 결국 부모의 경제적 능력에 따라서 열등한 인간과 우등한 인간이 구분될 수 있다는 위험성을 경고하고 있다. 

결국, 자녀의 외모, 능력, 지능 등의 유전적 변이가 결정되면, 사회적 우등생이 될 뿐만 아니라 개인의 부(富)뿐만 아니라 미래 자손까지 유전되어 사회적 차별과 불평등은 더욱 심각해질 수 있다. 하지만, 영화에서 보듯이 통제되지 않는 유전자교정/치료기술 자체를 두려워 만 할 것이 아니라 이런 혁신적 기술이 등장함으로 발생할 수 있는 문제점을 미리 예방하는 것은 매우 중요하다. 

인간이 처음으로 시행한 유전자 치료는 1990년 선천성 면역결핍증 환자를 치료하기 위해서 미국에서 시행되면서 시작되었고, 현재 유전자 치료는 많은 질환을 대상으로 시도되어 전 세계 170여 종 이상 각종 질병을 유전자 치료로 이미 치료받은 환자 수가 2,000명에 달하고 있다. 치료대상 질환은 악성 종양이 60%로 주종을 이루고 후천성 면역결핍증(AIDS), 선천성 대사 장애를 비롯한 각종 질환 치료에 사용하고 있고, 아직은 우생학적 차원에서 시도된 예는 보고되지 않는다. 

유전자 치료에 가장 많이 사용되는 암 치료는 주로 3가지 방법을 사용하는데, 첫째, 암 성장 촉진 단백질을 생성하는 유전자를 바꾸어 암이 발생하는 기능을 억제하는 방법, 두 번째, 인체 내 암 억제 유전자 기능을 복원하는 방법, 셋째는 인체 정상 면역기능을 회복하는 방법으로 면역기능이 떨어진 돌연변이 된 면역세포에 유전자교정/치환하여 정상 면역기능을 회복시키는 방법을 사용하고 있다. 

유전자 치료를 인간의 배아에 사용하여 질병을 치료한 가장 세상을 놀라게 한 예는 중국 남방과기대 허젠쿠이(賀建奎) 교수가 2018년 11월 28일 “인간유전체 교정 국제학회”에서 후천성 면역결핍증후군(AIDS)이 바이러스의 수용체 역할을 하는 CCR5 유전자가 없으면 에이즈가 발병하지 않는데 착안하여 면역결핍증후군 환자 부부의 배아를 유전자 가위(CRISPER Cas9)기술로 정확하게 CCR5 유전자를 제거한 맞춤형 아기(Designer Baby)를 임신, 출산하여 “루루”, “나나”란 아기(Design baby) 탄생을 발표하면서 일어났다. 

이 충격적 사건은 2018년 Nature지가 허젠쿠이 교수를 올해의 인물 (가장 Shocking한 이유로 선정) 선정하였고, 이 사건을 계기로 2019년 3월 18일에 세계보건기구(WHO)에서는 인간 유전자 편집 가이드라인을 만드는 첫 논의가 시작되었다. 결국, 세계 어떤 나라도 유전자 편집된 배아를 임상 시험하여 아기를 출산하는 행위는 금지하고 있고, 최종 허젠쿠이 교수의 발표는 모든 사람을 아주 놀라게 하는 위법 행위로 판정하였다. 

유전자 치료를 확립하기 위해서는 치료받은 환자가 확실한 효능이 있다고 보고하는 유전자 이입(移入) 효율성 제고는 물론 이입 유전자 발현 및 부작용 예방 및 안정성을 확보하기 위해서 객관적이고 엄정한 윤리적, 사회적 검증이 수반되어야 한다. 따라서 유전자 치료에 관한 시행지침이 조속히 정확하게 마련되어야만 각종 질병에 대한 유전자 치료 연구가 탄력을 받을 수 있을 것이다. 

<맺는말>

 과학기술의 혁신적 발전은 인류에게 풍요로운 삶과 삶의 질을 극대화할 수 있지만, 무엇보다 중요한 인간의 존엄성 문제가 침해될 수 있다는 어려운 문제점이 있다. 생산성과 효율성에 맞추어진 발달한 산업기술은 당연하게도 기초/응용연구 및 산업적 생산에 경제적 논리에 초점을 맞추어 발전해 왔다. 또한, 그동안 너무 오랫동안 혁신적이란 경쟁적 논리에 맞추어 연구/생산을 하였고, 이런 결과 1, 2, 3차 산업혁명을 거쳐 이제 융합의 4차 산업혁명까지 “더 빨리 빨리”라는 발전 모토로 혁신되고 있다. 

요즘 유행하는 슬로우 푸드(Slow Food) 처럼 생명윤리라는 난제를 두고 많은 영향 요소를 충분히 판단하여 인간의 존엄성을 세우면서도 완벽하게 풍요로움과 삶의 질을 높이는 방안을 시간을 두고 검토할 필요가 있다. 또한 GMO에 대한 안전성은 반듯이 검토되어야 하지만 우리도 세계 각국이 인정하고 있는 유전자 편집기술의 Non-GMO 편입은 면밀한 검토를 통해 세계적 추세와 글로벌 규제시스템에 조화되는 국내 규제시스템 진화가 필요한 시점이다. 

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