이 글은 보스턴 글로브에 실린 “A husband and wife’s race to cure her fatal genetic disease”라는 기사를 대충 번역한 겁니다. 생략한 부분도 많습니다.
소니아와 에릭
이상하게 포근했던 2011년 12월에 소니아와 그의 남편 에릭은 보스턴의 Brigham and Women’s Hospital의 검사실에 들어갔다. 소니아는 이제 자신이 fatal familial insomnia, 약칭 FFI라고 불리는 유전병을 유발하는 돌연변이를 가지고 있는지 여부를 알게 된다. 이 희귀한 유전병은 점점 불면증이 유발되면서 환자의 기억이 사라지고, 최종적으로는 의식을 앗아가는 질병으로써, 보통 50세에 발병되며 소니아는 그 당시 27세였다.
소니아와 에릭은 검사실에 들어가 앉았다. 그들이 검사실에 들어가 앉았을 때 그 안에 있던 병원 직원 두명이 웃으며 떠들었다. 소니아는 궁금해졌고 이게 뭔가를 암시하는 것은 아닌지 생각했다.
“만약 우리가 인생이 바뀌는 나쁜 소식을 받게 되는데 아마도 다른 사람들이 웃고 떠들지는 않겠지? 그렇지?”
곧 소니아의 검사 결과가 적힌 종이를 들고 의사와 제네틱 카운셀러가 들어왔다. 의사는 말했다.
“당신 엄마에게서 발견된 돌연변이가 당신에게도 발견되었습니다. 현재의 의학기술로는 치료수단이 없지만, 현재 연구자들이 열심히 연구중이고 중요한 진전을 만들어 내고 있습니다.”
의사와 카운셀러가 떠나고 커플은 단 둘만의 시간을 갖게 되었다. 에릭은 소니아를 팔로 감싸안았다. 이들은 방금 끔찍한 소식을 접했지만 결국 모르는 것보다는 아는 것이 약이 되었다.
엄마의 희귀 유전병
지난 가을에 그들은 서부 펜실베니아의 소니아의 고향집의 친구의 약혼파티에 참석했다. 그들이 떠나기 바로 전에 소니아의 아버지가 다가왔다.
“엄마 일 때문인데…”
소니아의 어머니는 작년에 기억이 가물거리는 증상이 나온지 채 1년이 안 돼서 고통스럽게 숨을 거두었다. 건망증이 생긴 이후에 제대로 말을 끝내지 못했고, 불면증이 찾아왔고, 의식이 점차로 사라졌다. 소니아의 모친은 2010년 크리스마스 이틀 전에 52세로 작고했다. 의사는 소니아 엄마의 질병을 제대로 진단하지 못했었다. 그 이후 소니아의 아버지는 부검을 통해서 엄마가 희귀한 프라이온 유전병인 FFI를 가지고 있다는 것을 알았다.
그 이야기인 즉슨, 소니아가 해당하는 유전자를 가지고 있을 확률이 50%이라는 것이다.
소니아는 공항에서 보안검색을 통과해서 보스턴의 집으로 가는 비행기에 오르기까지 아무 말도 하지 않았다. 비행기에 올라서 좌석벨트를 맨 이후에야 소니아는 남편에게 아버지가 한 말을 전했다.
곧 소니아는 유전자 검사를 위해 혈액을 채취했다. 그리고 결과가 나오기를 기다렸다. 그 동안 미처 가지 못했던 신혼여행을 위해 일본에 다녀왔다. 일에 열중해서 불안을 잊으려고 했다. 소니아는 그 당시 하버드 법학대학원을 졸업하여 컨설턴트로 취직이 되었으며, 에릭은 운송기술 컨설턴트로 일하고 있었다. 그들은 이 불가사의한 질병의 원인이며 현재까지 그 기능이 잘 알려져 있지 않은 단백질 ‘프라이온’에 대해서도 공부하기 시작했다.
그 소식을 접한 친구친지들은 소니아가 아예 검사를 받지 않는 것은 어떻겠냐는 의견을 제시하기도 했다. FFI는 치료법도 없는 질환이다. 앞길이 창창한 부부가 이러한 어두운 그늘 아래서 살아야 할 필요가 있을까? 그러나 소니아와 에릭은 확인해 보기로 결심했다. 그들은 이미 불안에 휩싸여 있었고, 만약 유전자 검사가 양성이라면 이미 존재한 불안을 확인하는 것뿐일 것이다. 그 이야기는 소니아의 엄마처럼 약 50살까지는 건강하게 지낼 수도 있을 것이지만 그 이후에 갑자기 증상이 나타나서 불면증이 오고, 치매증상이 나타나고, 결국은 1년 안에 죽을수도 있다는 것이다.
양성 판정
검사 결과가 양성으로 나온 바로 그 날, 소니아는 이러한 불안을 극복할 수 있는 방법을 떠올렸다. “오늘은 내 인생 중의 하루이고, 오늘, 내일, 아니 다음 주에도 그 일은 나에게 일어나지 않는다”고 자신에게 이야기했다. 그 다음날에도 동일한 자기암시를 주었다.
사실 소니아의 몸 자체에 이제 와서 바뀔 것은 없었다. 소니아가 잉태된 그 시점부터, 그 돌연변이는 엄마로부터 물려받은 그녀의 20번 염색체 하나에 이미 존재해 있었다. 지금 와서 달라진 것은 이 사실을 소니아가 안다는 것 뿐이었다. 이러한 새로운 지식은 소니아와 에릭이 부부로써 이제 막 시작한 인생을 완전히 뒤틀어 놓게 된다. 그리고 그것은 그녀가 예상한 방식이 아니었다.
과학 공부를 시작하다
이 부부가 처음 만난 것은 20대에 캘리포니아에서 대학을 다닐 때였다. 그들은 곧 사랑에 빠졌다. 대학 졸업후 그들은 대학원 진학을 위해 동부의 대학들에 원서를 썼다. 에릭은 MIT 대학원에 입학허가를 받았고 그곳에 가고 싶었지만, 소니아는 아직 보스턴의 하버드 법학대학원의 결과가 나오지 않은 상태였다. 만약 연인으로써 멀리 떨어져 살면 그들의 관계가 어떻게 될 것인가? 원거리 연애는 그들에게 너무 힘들 것이라고 생각했다. 그래서 그들은 결혼하기로 결심했다.
결국 소니아와 에릭 모두 원하는 대학원에 합격했다. 그들은 보스턴 근교 캠브리지로 이주하여 대학원 생활을 시작했다. 대학원 1년차가 끝난 다음 해인 2009년에 소니아 부모님 집 뒷마당에서 결혼식을 올렸다.
2011년 말에 소니아의 진단이 나온 이후에 그들의 삶은 완전히 바뀌게 되었다. 그들은 전력을 다해 프라이온과 FFI에 대한 모든 것을 공부하기 시작했다. 고등학교 졸업 이후에 그렇게 과학을 열심히 공부한 적이 없었다. 부부는 매주 아파트에 친구들을 불러 화학과 생물의 기본에 대해서 공부했다. 하버드의 외부강좌에 등록하여 수업을 들었고, 프라이온 질병의 치료에 대한 연구를 하는 비영리단체인 프라이온 얼라이언스를 결성했다.
진단을 받은 직후에 소니아는 풀타임으로 과학을 공부하기 위해서 컨설턴트 직업을 그만두었다. 소니아는 MGH의 인간유전학연구센터에서 줄기세포 테크니션으로 일하기 시작했다. 그러자 에릭 역시 그가 일하던 교통관련 직업을 곧 그만두고 소니아와 같은 과에서 DNA/RNA를 분석하는 코드를 작성하는 일을 하기 시작했다.
처음 2년은 매우 힘들었고, 그들이 직업에서 배우는 과학을 통해서는 FFI 자체에 대해 공부할 수 없었다. 그래서 그들은 일과 후와 주말에 프라온에 대해서 공부했다. 에릭은 스마트폰에 논문을 저장해서 출퇴근길의 지하철에서 보거나, 잠을 이룰 수 없는 밤에 보곤 했다.
서로에게 도움이 되다
이러한 고단함 속에서 그들은 커플로써 존재하는 새로운 방법을 깨달았다. 에릭의 컴퓨터 지식은 데이터를 해석하는데 보탬이 되었으며, 소니아의 분자생물학 작업은 그들이 그들 자신의 연구를 시작하는데 도움을 주었다. 그들은 둘이서 함께 일함으로써 좀 더 빨리 배우는다는 것을 깨닫게 되었다.
그들의 새로운 연구 인생에서의 전환점은 2014년 5월에 왔다. 그들은 이태리의 트리에스테에서 열린 프라이온 연구학회에 참석해서 프라이온 단백질에 존재하는 모든 돌연변이가 병을 유발하는지에 대한 초기 연구결과를 포스터로 발표하였고, 상을 수상하였다. 수상자가 발표되었을 때, 에릭은 눈물을 흘렸다.
“처음에는 연구자들이 우리를 진지하게 받아들여지 않을 것이라고 염려했어요. 즉 단순한 호기심의 대상으로 보는 것 같았어요.”
그러나 학회장에서 너무나도 많은 사람들이 그들에게 몰려와서 연구에 대해서 물어보는 바람에 그들은 300유로의 상금도 챙겨올 시간도 없었다.
Byron Caughey는 몬타나의 해밀톤에 있는 록키마운틴 연구소의 선임연구원이다. 그는 에릭과 소니아와 몇년간 접촉해 왔었다. 그의 연구실에서는 수십년간 프라이온 질병에 대해서 연구해왔으며, 부부는 이 랩을 여러 번 방문했었다. 여기서 그는 부부에게 프라이온 연구의 기본을 배우는 데 도움을 주었다.
“그들이 얼마나 재능있는지에 대한 증언입니다. 아무것도 모르는 문외한이 와서 그렇게 빨리 배경지식을 획득한다는 것은 엄청나게 어려운 일이에요. 심지어 과학연구를 효율적으로 하는데 필요한 용어를 익히는 것도 어렵습니다. 그런데 그들은 이미 분야에서 중요한 존재가 되었어요.”
성과를 내다
에릭과 소니아는 2014년 가을에 하버드 의대의 생물/생의과학 박사과정에 입학했다. 그리고 지난 5월에는 브로드 연구소의 창립자 중의 한 명이며 화학생물학의 대가인 스튜어트 슈라이버(Stuart Schreiber)가 이들을 자신의 랩에 들어오라고 초청하기도 했다. 슈라이버는 자기 자신이 프라이온 질병 자체에 대해서는 별로 아는 게 없지만, 이들과 같이 일하는 것에 동의했다. 슈라이버는 말한다.
“자연의 힘과 자연의 힘이 만나서 비극과 합쳐질 때 당신이 얻는 것은? 에릭과 소니아다. 그들은 알고자 하는 무한한 욕망을 보여준다. 이 세상 사람으로 생각되지 않을만큼 똑똑하다.”
이들이 과학자로 진로를 바꾸려고 할때 의사인 에릭의 여동생 미셀과 상담하곤 했다. 미셀은 약을 개발하는 데에는 최소한 10년이 넘게 걸린다고 그들에게 경고했다. “연구는 엄청나게 느리고 지루한 일”이라고 말이다. 미셀은 자기 오빠가 원래의 직업을 얼마나 사랑했는지 잘 기억하고 있었다. 혹시 연구로 진로를 바꾼 다음에 이걸 후회하지는 않을지 걱정하고 있었다. 그러나 그들이 진로를 바꾼 이후에 걸어온 길을 보고서 미셀은 오빠와 올케가 얼마나 프라이온 연구에 강한 믿음을 가졌는지 알게 되었다.
프라이온
프라이온은 참으로 신비한 단백질이고, 프라이온이 질병의 원인이 된다는 것 자체가 한때는 큰 논쟁거리였다. 환자건 건강한 사람이건 우리는 우리 몸 속에 수조 개가 넘는 프라이온 단백질을 가지고 있다. 그러나 우리는 아직도 이 단백질이 우리 몸 속에서 실제로 무슨 일을 하는지 모른다.
다른 단백질과 마찬가지로 프라이온 단백질은 아미노산 사슬로 구성되어 있다. 단백질 내의 아미노산의 순서가, 단백질이 어떻게 접혀서 3차원적인 모양을 하는지를 결정하게 된다. 프라이온 단백질은 여러 종류의 안 좋은 모양으로 잘못 접힐 수 있다. 만약 프라이온 단백질 하나가 잘못 접히면, 다른 프라이온 단백질과 상호작용해서 다른 프라이온 단백질을 잘못 접히게 유도할 수 있으며, 이렇게 잘못 접힌 프라이온 단백질은 서로 엉기게 된다. 이렇게 잘못 엉겨버린 프라이온 단백질은 뇌를 구성하는 뉴런에 해를 가져온다. 이런 과정이 계속되면 뉴런을 죽인다.
프라이온을 처음 발견한 사람은 UCSF의 과학자인 스탠리 프루시너다. 프라이언이 크로이츠펠트-야곱병, 광우병과 같은 뇌질환의 원인이라는 것을 밝힌 공로로 1997년 노벨 생리의학상을 수상하기도 한 사람이다. 그가 밝혔듯, 프라이온이 무언가 잘못돼서 일어나는 모든 질병은, 대개 치명적이다.
정상적인 사람의 경우 프라이온 단백질이 무작위적으로 잘못 접혀서 이러한 질병을 일으킬 확률은 매우 낮다. 소니아와 에릭의 계산에 따르면 이러한 확률은 1/5000 에서 1/10000 정도라고 한다. 그러나 소니아가 가지고 있는 돌연변이는 프라이온 단백질을 잘못 접히게 한다. 연구결과에 따르면 소니아의 돌연변이, 즉 D178N의 경우 이 돌연변이를 가진 거의 모든 사람이 약 50세가 됐을 때 FFI를 발병하게 한다고 한다.
자기 이야기의 힘
소니아의 엄마가 처음 건강문제를 겪었던 것은 51세 때였다. 체중이 감소했으며, 시력이 줄었다. 가벼운 교통사고가 있었는데 처음에는 단순한 판단실수라고 생각했었다. 두 달이 지나자 소니아 엄마는 문장을 제대로 끝내지 못했다. 소니아는 회상한다.
“그때부터 상황이 급격히 안좋아졌어요. 급격히 치매증상이 왔고 하나씩 능력을 잃게 됐습니다.”
에릭과 소니아는 학술대회에서 발표를 할 때 자신들의 이야기가 가진 힘을 잘 알고 있다. 에릭은 말한다.
“우리는 이야기를 시작할때 언제나 저희 이야기부터 시작합니다. 이것 자체가 청중들에게 힘을 불어넣는 것 같아요. 학계에 오래 있던 사람들은 학계에서 성공하는 것 이외의 목적으로 여기에 들어온 사람을 만나면 기뻐하는 것 같습니다. 우리는 이 질병이 그렇게 흥미로운 질병이라는 점에서 운이 좋았던 것 같아요.”
2016년 1월 20일, 에릭과 소니아는 최초의 공동저자 논문을 출판했다. 그들은 개인유전정보 회사인 23andMe와 협력해서 이 회사 고객 53만명의 데이터와 수천종류의 프라이온 질병의 병례를 분석했다. 23andMe에 자신의 DNA 분석을 의뢰한 대개의 사람들이 자신들의 데이터가 연구에 사용되는 것을 동의한 덕분이었다.
에릭과 소니아가 프라이온 질병을 일으킨다고 믿어지는 63개의 알려진 돌연변이를 23andMe에 등록된 사람들에게서 분석해본 결과, 약 1000명중 한명이 이런 돌연변이를 가지고 있었다. 그러나 유전적인 프라이온 질병으로 사망하는 사람은 5만명 중 1명에 불과했다(프라이온 질병으로 사망하는 사람은 5천명 중 1명이다. 그러나 대개의 경우 이것은 자발적으로 일어나며, 유전적인 요인이 아니다).
그들의 결론은 ‘프라이온 유전자에 있는 모든 유전변이가 질병을 일으키는 것은 아니다’라는 것이다. 그렇지만, 의심했던 대로, 소니아가 가진 돌연변이는 질병을 일으키는 돌연변이었다. 비록 소니아는 아니었지만, 다른 사람들은 이들의 연구결과 덕을 벌써 보고 있다. Brigham and Women’s Hospital의 의학유전학자인 로버트 그린 박사는 이들 덕분에 기존에는 치명적이라고 생각했던 돌연변이를 가진 환자에게 사실은 그 돌연변이가 그렇게 위험하지 않을 수 있다고 이야기할 수 있게 되었다고 말한다.
운명을 바꾸다
그들의 연구 논문은 프라이온 질병의 치료 가능성에 희망을 주었다. 이들의 연구에서 3명의 사람을 발견하였는데, 이들은 돌연변이가 없는 유전자를 두 카피 대신 한 카피만 가지고 있었지만, 모두 건강했다. 이들 중에는 78세의 할머니도 존재했다. 그들의 지도교수인 스튜어트 슈라이버는 말했다.
“에릭과 소니아의 연구는 프라이온 질병을 치료할 수 있는 약을 개발할 수 있다는 희망을 준다.”
이 부부는 지금 새로운 희망에 들떠 있다. 돌연변이가 있는 프라이온 단백질이 만들어지는 것을 억제하는 “유전자 억제” (Gene Silencing) 약물을 만들 수 있을 것이라는 기대 때문이다. 물론 이게 그렇게 쉽게 가능하지는 않을 것이다. 이들은 창의적인 아이디어를 가진 젊은 과학자를 지원하는 BroadIgnite 연구비를 획득해서 약 4만불의 연구비 지원을 받게 되었다.
갈 길은 멀다. 그들은 이제 겨우 자기 자신들의 연구를 시작한 셈이고, 그들의 목표는 프라이온 질병을 연구할 수 있는 인간세포모델을 만들어서 프라이온을 치료할 수 있는 새로운 방법을 개발하는 것이다. 그들에게는 앞으로 펼쳐질 생이 남아있다. 물론 그 생이 이전에 기대한 것과는 틀릴지라도 말이다.
소니아는 이전에 법률을 공부할 때보다 훨씬 자신의 일에 대해서 의미가 있다고 느낀다. 돌연변이를 가지지 않은 아이를 갖는 꿈을 에릭과 함께 꾸기도 한다. 이들의 계획은 체외수정을 통하여 배아를 만들고, 착상 전 유전진단 (Preimplantation Genetic Diagnosis)을 통해 수정된 배아에서 돌연변이를 테스트하여, 돌연변이가 발견되지 않은 배아를 소니아의 자궁에 이식하는 것이다.
지난 가을, 소니아와 에릭은 브로드 연구소에서 기부자들 앞에서 연설을 했다. 에릭은 자기 부부가 처음에는 엄청나게 불운에 처했다고 생각했다고 한다. 그러나 이제는 불운이 아닌 기회를 얻었다는 것을 깨달았다.
“20년 먼저 운명을 예고받아서 자신에게 주어진 운명을 바꾸기 위해서 미친듯이 일할 수 있게 된 것이 얼마나 특별한 것인지 아시겠나요?”
