선천성 기형, 다인자성 유전질환, 돌연변이, 유전병의 진단

(1) 선천성 기형

선천성 기형은 출생 시에 존재하는 어떤 이상으로 특히 유전학적으로 이어지기도 하고 임신 중에 얻어지거나 출산기간 동안 가해지는 구조적인 것으로 정상 염색체 수 46개보다 많거나 적으면 기형아가 된다. 기형의 원인은 배 자체 이상에 의한 것과 태생기의 이상자극으로 인한 것 등 두 가지가 원인으로 알려지고 있다.

선천성 기형의 성립 시기는 크게 생식세포기와 출생전기로 나누는데, 후자를 포배기(수정에서 2주까지), 배아기(3주부터 8주까지), 및 태아기(9주 이후 출생까지)로 구분한다. 특히 태아기는 기관 원기가 형성되는 시기이기 때문에 기형이 발생하기 쉽다.

선천성 기형의 원인은 크게 유전적 요인이 약 50%, 환경적 요인이 약 10%, 기타 원인을 알 수 없는 경우가 약 40%를 차지한다.

- 단인자 유전에 의한 선천성 기형

1개의 장기에 보이는 것이 많으며, 다지증, 수두증, 소안구체 등을 들 수 있다.

- 염색체 이상에 의한 선천성 기형

보통염색체 이상에 의한 선천성 기형과 성염색체 이상에 의한 선천성 기형이 있으며, 염색체 이상 유발인자로는 유전요인과 환경요인이 있다. 주요한 환경요인은 방사선, 화학약품, 바이러스, 어머니의 연력 등을 들 수 있다.

- 다인자 유전에 의한 선천성 기형

유전요인, 환경요인에 관계하는 경우를 가리키는 것으로 선천성 기형의 원인으로서 가장 많다. 대표적인 질병으로는 구순열/구개열, 유전성 유문협착증, 선천성 심장기형, 무뇌증, 척수이분증, 선천성 고관절탈구 등을 들 수 있다.

- 환경 요인에 의한 선천성 기형

생물학적 요인/물리적 요인/화학적 요인/태아 환경 등이 있는데, 그 중 생물학적 요인에 의한 선천성 기형, 특히 바이러스가 중요하다.

 

(2) 다인자성 유전질환

환경의 영향과 선천적 요인이 합해져 발생하는 질환으로 질환에 참여하는 유전자가 많을수록 증상이 더 심하다. 또한 다수의 유전적 요인과 환경적 요인의 상호작용이 크면 클수록 이상형질이 증가한다. 머리카락/눈/피부의 색/키 및 지능 등의 여러 가지 표현형이 이에 해당한다.

- 선천성 심장질환

심장과 같은 기관에 유발하는 데 하나의 유전자 또는 몇 개의 유전자가 관여한다기보다는 많은 수의 유전자들과 여러 환경요인이 관여한다고 볼 수 있다.

- 암

암의 경우도 약간의 유전적 경향 또는 암과 연관된 유전자가 몇 가지 보고된 바는 있지만, 암의 발생 원인을 알아보면 여러 환경요인(자외선, 화학물질, 식생활 등)에 의해서 세포주기를 조절하는 유전자상에 이상이 생기기 때문에 발병한다고 볼 수 있다.

 

(3) 염색체 돌연변이에 의한 유전병

염색체 돌연변이에 의한 유전병은 염색체의 구조에 이상이 생긴 경우를 말한다. 즉, 염색체 돌연변이는 염색체의 부분적인 결손이나 유전 물질의 중복에 의해 나타난다. 이 밖에도 한 염색체의 일부가 거꾸로 달라붙거나 다른 염색체에 달라붙는 등 염색체의 수적인 변화와 구조적인 재배열에 의해서도 일어난다.

- 이상배수성

염색체의 수가 기본 수의 정수배보다 약간 증가하거나 감소하는 성질을 이상배수성이라고 한다. 이는 감수분열 때 일부의 상동염색체가 비분리 현상을 일으켜 갈라지지 않고 같은 극으로 끌려감으로써 일어난다. 배수도가 높은 개체나 잡종의 자손에서 많이 나타나며 비정상적인 형질이 된다. 다운 증후군, 터너 증후군, 클라인펠터 증후군 등을 들 수 있다.

- 배수성

근연종인 품종 사이에서 염색체 수의 증감을 볼 수 있는 현상으로, 생식세포 형성 시 모든 염색체가 분리되지 않고 한쪽 생식세포로 들어감으로써 정상보다 염색체가 배수로 많아지고 이들 생식세포가 정상 생식세포와 수정하여 결과적으로 3배체 혹은 4배체의 개체가 나타나는 것을 배수성이라고 한다. 배수성 돌연변이는 동물계에서는 흔하지 않고 외형상 비정상적이고, 흔히 불임인 유기체를 생성하므로 식물에서는 흔하다. 이런 식물은 일반적으로 대형이고 큰 세포를 가지고 있다.

 

(4) 유전 돌연변이에 의한 유전병

유전자의 본체인 DNA의 염기배열 순서에 이상이 일어난 것으로, 그 유전자가 결정하는 단백질에 변화를 일으킨다. 그러므로 돌연변이는 대부분 변화를 개체에 대하여 해로운 결과를 초래하며, 경우에  따라서는 치사 유전자로도 작용한다. DNA의 이상이 생겨 일어나는 돌연변이로 낫적혈구빈혈, 백색증, 페닐케톤뇨증, 헌팅톤병, 혈우병 및 많은 선천적 대사이상이 알려져 있다.

- 낫적혈구빈혈

낫적혈구빈혈은 혈색소를 만드는 유전자에 이상이 생겨 적혈구가 낫 모양으로 변해 산소를 제대로 운반하지 못하면서 심한 빈혈을 일으킨다. 심한 만성 불치의 혈색소증 빈혈 상태로 동형접합에 혈색소 S를 가진 사람에게서 발병한다. DNA 분자 수준에서 규명이 잘 되어 있으며 비정상 혈색소에 의한 적혈구 형태의 변이에 의해 혈구가 한꺼번에 서로 뭉치면서 몸의 여러 기관에서 혈관장애를 일으킬 수가 있다. 그 결과 심장, 콩팥, 지라 및 뇌 등에 손상을 유발하며 낫모양적혈구는 체내에서 쉽게 파괴되어 심한 빈혈을 일으킨다. 또한 이 유전자를 갖고 있는 사람은 말라리아에 대한 내성이 있다. 이처럼 한 유전자에 의하여 여러 가지 표현형이 발현되는 것을 다형 유전증이라고 한다. 비정상적인 혈색소는 적혈구의 파괴와 취약성으로 초래하며, 관절통과 혈전형성, 발열의 발증이 특징이며, 만성 빈혈 시 거대지라, 졸음증, 전신허약감 등을 나타낸다.

- 백색증

백색증은 11번 염색체의 유전자 이상으로 멜라닌 색소의 형성을 유도하는 효소 합성 정보를 갖고 있는 정상적인 우성 유전자가 돌연변이에 의해 유전자 변화가 생겨 멜라닌 색소를 형성하는데, 필요한 효소가 만들어지지 않아 피부의 색, 털, 손톱 등이 하얗게 되는 현상이다. 환자는 빛에 매우 민감하며, 열성 유전된다.

- 헌팅톤병

헌팅톤 무도병이라고도 하는 이 병은 유전병으로 부모 중 한 명에게서 정상인 유전자가 돌연변이 되어 그것이 자녀에게 나타나며, 자녀가 같은 질환을 유전 받을 확률은 환자인 부모나 자녀의 성별과 관계없이 50% 정도 된다. 유럽인과 미국인 외에 이 질환이 나타나는 인종은 드문 편으로 초기 증상은 정서불안과 우울증이 나타나고 손가락에 경련을 일으키며 기억력이 상실되고 증상이 악화되면 치매가 오게 된다. 헌팅톤병의 증상을 막을 수 있는 방법이나 치료제가 현재로서는 없다.

 

(5) 유전병의 진단

부부 중에 유전질환이 있거나 의학적으로 필요한 경우에는 유전병의 진단을 받아 보는 것이 좋다. 유전병의 진단에서 가장 중요한 것은 가계력으로 환자를 중심으로 보통 3대에 걸친 가계도를 그린 뒤 병이 대물림되는 과정을 살펴보고 환자가 임신되는 순간부터 출생 뒤 발달 과정까지 살펴보는 것이 중요하다. 이후 염색체 및 유전자 검사를 통해 실제로 유전자 이상이 있는지 알아보고, 유전병이 생길 가능성이 높을 때는 임신 9~11주 정도에 태반의 일부를 채취해 분석하는 양수검사나 융모막검사를 통해 염색체에 이상이 있는지 확인하며, 초음파 진단을 이용하기도 한다. 최근에는 분자생물학적인 방법이 도입되어 유전자 진단에 도움을 주고 있다.