변이 유전자 분석 키트는 인간 사이토크롬 유전자 등의 변이를 측정해 환자의 약물 대사 능력을 예측함으로써 다양한 약물 투여양 선정에 참고 자료를 제공할 수 있는 유전자 검사에 관한 기술이다. 증폭된 DNA로부터 유전자 변이를 정확하게 찾아 낼 수 있는 염기서열 분석법 기술을 포함한다. 약물대사 유전자 검사는 물론 DTC(Direct to consumer) 유전자 검사 등 다양하게 활용된다. 변이 유전자 분석 키트 분야 특허 기술 트렌드 및 시장 동향을 살펴본다. <편집자>

국내 46개 유전자 항목에 대한 포지티브 규제.. 유전자 종류 확대 전망.

유전자 검사는 개인을 식별하거나 특정한 질병 또는 상태의 원인을 확인 할 목적으로 유전자를 분석하는 것으로, 형질과 관련된 유전자 변이를 발견해 확보하는 기술, 타겟 유전자의 선택적인 증폭 기술, 유전자 분석 결과를 조사하는 형질과 통계적으로 확증시켜 주는 기술로 구성된다.

유전자 검사는 임상 적용을 위해서는 형질 및 질환 변화를 일으키는 유전자의 구조나 위치가 알려져 있어야 하고 그 유전자의 기능이 규명되어 있어야 한다. 유전자를 표지할 수 있는 적절한 도구가 있어야 한다.

또한 가능하면 특정 인구에서의 유전 역학 데이터가 축적되어 있어야 한다. 형질 및 질병에 대한 유전자의 민감도 및 양성 예측도가 높아야 한다.

특히 DTC(Direct to Consumer) 유전자 검사의 경우 부작용의 위험도가 크므로 엄격한 정도 관리 및 유전자 검사의 적절성 심의가 요구된다.

DTC 유전자 검사의 일반적인 특징은 건강한 사람에게서 미래 질병을 예측할 목적으로 이용되는 경우가 많고, 유전자 검사만으로 독립적인 질병 이환 여부를 확정할 수 없다. 또한 일반적으로 민감도가 낮고 양성 예측도가 높지 않아 치료 수단이나 예방수단을 효과적으로 제시하지 못하는 경우가 많다.

유전자 검사 제품의 처리과정 ※ 출처 : 제노힐

2010년 영국에서 주도한 인간 유전학 위원회는 개인 유전자 검사 제공자가 준수해야 할 기준에 대한 핵심 원칙을 제시했다. 주요 사항으로는 유전자 검사 동의서, 마케팅, 검사 부작용에 대한 전달, 유전 상담 및 정보 보호에 대해 가이드 라인을 제시했다.

하지만 대부분의 나라에서 필요한 법적 장치가 완비되지 않아 개인 정보 보호, 결과의 해석 및 관리에 대한 부작용이 우려되고 있다. 또한, 검사 서비스 업체마다 위험도 예측방법이 달라 결과 해석에 어려움이 존재하고 있다.

미국의 경우 질병위험도, 보인자 및 약물 반응성 분석과 관련한 DTC 유전자 검사 중단을 FDA가 요구한 적도 있다. 일본의 경우 개인 유전 정보 취급 협의회가 설치되어 유전자 검사 품질을 입증하기 위한 인증제도를 마련하고 있다. 국내의 경우 2016년 46개의 유전자 항목만 서비스 할 수 있는 포지티브 규제가 시행되고 있으며 최근 DTC가 가능한 유전자 종류가 확대될 것으로 예고됐다.

서로 다른 유전적 요인을 인지해 적정한 환자 치료법 제시

개인 유전자 검사 시장은 개인의 건강 및 생활에 관련된 다양한 형질을 유전자 검사를 통해 개선할 수 있는 방향을 제시하는 것 뿐 아니라 환자마다 서로 다른 유전적 요인을 사전에 인지해 적정한 환자의 치료법을 제시하는 서비스를 모두 포함한다.

해외는 23andMe, Foundation Medicine, Pathway Genomics 등이 대표적인 회사이며, 국내는 마크로젠, 테라젠이텍스, DNA링크, 제노플랜 등이 유사한 서비스를 제공 중이다.

바이오 물질의 유전 정보는 세포의 핵산 (핵산)에 담겨있다. 삼성전자가 등록한 ‘유전자 분석장치 및 이를 이용한 유전자 분석방법(gene analysis apparatus and method of analyzing gene using the same)’ 특허는 바이오 물질 분석 장치에 관한 것으로 바이오 물질의 세포를 및 커널 추출 과정에서 비드 (bead) PCR (Polymerase Chain Reaction)용 샘플을 준비하는 기술이다.

진매트릭스가 동록한 ‘표적 유전자의 다양한 변이가 존재하는 유전자 영역을 증폭하기 위한 프라이머 조성물, 이를 이용한 표적 유전자 증폭 방법 및 이를 포함하는 PCR 증폭 키트 그리고 이를 이용한 표적 유전자의 유전자형 분석방법(primer composition for amplifying genetic region having various genetic variations in target genes, method for amplifying the target genes using the same, pcr amplification kit comprising the same and method for analyzing the genotype of the target genes)‘ 특허는 다수의 돌연변이를 갖는 유전자 영역을 증폭시킬 때, 동일한 유전자 서열을 갖는 증폭 산물을 생성함으로써 다양한 뉴클레오티드 서열에서 PCR을 수행 할 수 있다. 동시에 정확한 시퀀싱 또는 뉴클레오티드 변이 분석이 가능하다.

또한 유전자 변이가 다양한 염기서열 부분에서의 PCR이 가능하게 함과 동시에 정확한 염기서열 또는 염기변이 분석이 가능하게 한다. 추가로, 유전자형 분석 가능 서열을 제외하고는 동일한 유전자 서열을 가진 증폭 산물을 생성하여 제한효소 절편 질량 다형성법에 의한 유전자형 분석시 나타나는 질량분석 피크의 숫자를 줄여 유전자형 분석을 용이하게 하는 장점이 있다.

이롬이 등록한 암 유발 유전자 이상을 분석하는 방법(method for analyzing aberrations of cancer-risk genes)‘ 특허는 암 유발 유전자의 이상을 분석하기 위한 조성물 및 키트에 관한 기술이다.

구체적으로는 생물학적 시료로부터 분리된 DNA에서 암 돌연변이, 메틸화 이상 타겟 영역을 다중 동시 전-증폭(multiplexed simultaneous pre-amplification)하고, 변이체마다 개별 융해곡선을 분석한다. 이를 통해 혈액을 이용한 최소-침습의 암 유발 유전자의 이상은 물론, 다중 동시 전-증폭을 통해 융해곡선을 분석해 암 유발 유전자의 이상을 분석한다.

국내 유전자 분자진단 시장… 연평균 9.5% 성장

산업과 과학이 발달하면서 개인의 건강정보에 대한 관리와 분석이 가능해지며 질병 치료의 관점에서 질병의 예측 및 예방의 평생치료 개념으로 확장됐다.

전 세계 기술별 진단 시장점유율(좌) 및 국내 기술별 진단 시장점유율(우) ※ 출처: Frost&Sullivan 2016년, 한국보건산업진흥원 (재구성)

이에 따라 유전적 특성에 따라 인구 집단별로 질병의 예측과 전진적 대응이 가능하다. 현재의 sickness system에서 wellness를 위한 healthcare system으로 나아가기 위해서는 질병에 대한 예측과 예방 시스템이 필요하며, 이를 위한 개인별 맞춤의료가 필요하다. 과거에는 특정 질병에 대해 획일적인 치료방법이 적용됐으나, 최근에는 분자진단의 확대로 개인의 유전적 특성에 따른 맞춤치료가 확대되고 있다.

현재, 국내 유전자 분자진단 시장규모는 연평균 9.5%로 성장해 2030년에 1,263억 원으로 전망된다.

기술&시장 분석 시리즈는 한국발명진흥회 지식재산평가센터가 다년간 축적해온 기술시장 자료를 기반으로 작성됐다. 기술가치평가는 사업화하려는 기술이나 사업화된 기술이 해당 사업을 통해 창출하는 경제적 가치(금액)를 시장에서 일반적으로 인정된 가치평가 원칙과 방법론에 입각해 평가하는 작업이다. 한국발명진흥회 지식재산평가센터는 기술이전 및 사업화 촉진에 관한 법률 제 35조, 발명진흥법 제28조 등에 따른 정부 공인 기술평가기관이다.