질병관리청 국립보건연구원이 삼성서울병원 신생아중환자실 장윤실 교수팀과 공동으로 급성중증 희귀질환 신생아의 유전질환을 평균 5.5일 만에 진단할 수 있는 신속유전체(Rapid WGS) 분석 체계를 구축하고, 이를 통해 조기 진단 및 맞춤형 치료 적용 가능성을 확인했다.

◆기존 4~6주 한계 극복…다학제 협력으로 5.5일 진단 달성

유전질환은 신생아 사망의 주요 원인 중 하나로, 빠른 증상 악화와 비특이적인 임상 증상 때문에 조기 진단이 매우 중요하다. 

그러나 기존의 유전체 분석은 결과를 얻기까지 약 4~6주가 소요돼 위급한 신생아 환자에게 적용하는 데 한계가 있었다.

이번 연구에서 연구진은 신생아·진단검사의학·임상유전학·유전체학·분자생물학 등 여러 분야 전문가가 함께 참여하는 다학제(Multidisciplinary) 협력 체계를 구축했다. 

환자 등록부터 검체 분석, 결과 해석까지 전 과정을 신속하게 수행한 결과, 환자 등록부터 최종 유전진단까지 소요 시간을 평균 5.5일로 단축했으며, 가장 빠른 사례에서는 3일 만에 진단을 완료했다.

분석에는 DRAGEN-Hail 분석 파이프라인을 활용한 트리오 기반 WGS 데이터 분석이 적용됐으며, 환자 시료 수집일부터 최종 분석 결과 전달까지 7일 이내 완료를 목표로 운영됐다.

◆진단율 50% 달성

이번 연구는 유전질환이 의심되는 20명의 급성중증신생아(환자 및 부모 포함 총 60명)를 대상으로 신속유전체 분석을 실시했다. 

그 결과 10명에서 질환의 원인이 되는 유전변이가 확인돼 50%의 유전 진단율을 달성했다. 확인된 원인 유전자는 AGT, ANK1, NSD1, SERPINC1, OTC(2명 환자), INS, PKHD1, SAMD9, LZTR1로 총 9개다.

▲미진단 환자 10명  

진단되지 않은 나머지 10명의 환자는 잠재적인 원인 유전자 변이를 보유하고 있었지만, 임상적 의미가 불확실한 ‘VUS(임상적 의의 불명확 변이)’ 변이로 분류돼 후보 유전변이로 제시됐다. 연구진은 이들에 대한 추후 연구의 필요성도 제기했다.

▲진단 환자  

진단이 이뤄진 환자들은 진단 결과를 바탕으로 즉각적인 치료 방향 결정, 장기 관리체계 수립, 유전상담 등을 제공받았다.

대표적으로 다낭신장병이 의심되던 환아는 신속유전체 분석을 통해 신세뇨관 이형성증(RTD)으로 조기 확진됐다. 

이를 통해 조직 채취와 같은 침습적 절차를 피하고, 장기 손상이 발생하기 전 신속하게 맞춤형 치료 및 외래 모니터링 계획을 수립할 수 있었다.

◆전국 다기관 확대 추진…공공 보건의료 체계 통합 목표

국립보건연구원은 이번 연구를 통해 다학제 협력을 바탕으로 한 신속유전체 분석 결과가 환아의 맞춤형 치료에 즉각 적용되는 임상적 가치를 확인했으며, 현재 중증신생아를 위한 신속유전체 분석 체계를 전국 단위 다기관으로 확대 추진하고 있다. 

희귀질환의 약 80%는 유전변이에 의해 발생하는 만큼, 조기 진단 체계의 전국적 확산은 신생아 사망률 감소와 가족의 삶의 질 향상에 직결될 것으로 기대된다.

장윤실 삼성서울병원 신생아중환자실 교수는 “이번 성과는 국내 최초로 수행한 신생아중환자실 급성중증신생아 대상 신속유전체 진단연구라는 점에서 큰 의의가 있다”며 “이러한 다학제 협력연구를 통한 신속한 유전진단은 원인 모를 아픈 신생아의 생존을 위해 진료 현장에서 반드시 필요하다”고 강조했다. 

전재필 국립보건연구원 미래의료연구부장은 “이번 연구를 통해 급성중증신생아를 위한 신속하고 정확한 유전질환 진단이 일상적인 임상 진료로 자리 잡고, 향후 공공 보건의료 체계 내에 통합될 수 있는 중요한 임상적·과학적 근거가 될 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘Scientific Reports’(2026년 5월, ePublished)에 ‘미진단 희귀질환 진단변이 발굴 확대 및 임상 활용 기반 확립’(연구책임자 박미현)이라는 내용으로 게재됐다.

[메디컬월드뉴스]