분당서울대병원, 인공와우 수술한 유전성 난청 아이, 유전자 치료도 받을 수 있을까

분당서울대병원 이비인후과 최병윤 교수·건국대병원 이비인후-두경부외과 김창희 교수 공동 연구팀이 OTOF 유전자 변이로 선천성 난청을 갖고 태어난 아이들을 분석한 결과, 생후 12개월 이내에 인공와우 수술을 받은 경우 수술 후 수년이 지나도 달팽이관 속 일부 세포의 기능이 유지될 가능성이 확인됐다. OTOF 유전성 난청을 위한 유전자 치료는 달팽이관 세포가 남아 있어야 효과를 기대할 수 있는 만큼, 인공와우 수술 후에도 유전자 치료를 이어 갈 수 있는 단서를 제시한 결과로 주목된다. 

OTOF 유전자는 달팽이관이 감지한 소리 신호를 청신경으로 전달하는 데 필요한 유전자다. 이 유전자에 변이가 생기면 달팽이관 자체는 비교적 온전한데도 소리 신호가 청신경으로 전달되지 못해 선천성 난청이 나타난다. 세포는 남아 있지만, 신호를 넘겨주는 데 필요한 유전자가 제대로 작동하지 않는 것이다. 따라서 정상 유전자를 전달해 이 기능을 되살리면, 감각세포 자체가 손상된 다른 난청과 달리 청력 회복을 기대할 수 있다. 

실제로 최근에는 정상 OTOF 유전자를 달팽이관에 전달하는 유전자 치료가 활발히 개발되고 있다. 유전자 운반체로 쓰이는 아데노연관바이러스(AAV)를 활용한 방식으로, 임상시험에서 청력이 상당 부분 회복되고 일부는 정상에 가까운 수준까지 개선되면서 OTOF 난청의 새로운 치료법으로 주목받고 있다. 

하지만 아직은 장기적인 효과가 충분히 밝혀지지 않은 단계여서, 난청 환아들이 치료법이 확립되기만을 기다리기는 어렵다. 영유아기에 충분한 청각 자극을 받지 못하면 청각 및 언어 발달에 지장이 생길 수 있기 때문에, 현재로서는 장기간 효과가 입증된 조기 인공와우 수술이 우선적으로 고려되고 있다. 

문제는 인공와우 수술 과정에서 달팽이관에 전극을 삽입하다 남아 있던 세포가 손상되면, 이후 유전자 치료를 받기 어려워질 수 있다는 점이다. 현재 진행 중인 OTOF 유전자 치료 임상시험도 주로 인공와우 수술을 받지 않은 환아를 대상으로 하고 있어, 이미 수술을 받은 환아에게 유전자 치료를 적용할 수 있을지는 아직 밝혀진 바 없다. 

이에 연구팀은 분당서울대병원에서 인공와우 수술을 받은 OTOF 난청 환아 11명을 대상으로, 수술 후에도 달팽이관 속 세포가 손상되지 않고 기능을 유지하는지 확인했다. 연구팀이 주목한 것은 소리를 증폭하는 역할을 하면서 손상에 특히 취약한 외유모세포다. 외유모세포는 정상적으로 작동하면 소리에 반응해 미세한 신호를 내보내는데, 연구팀은 이 신호를 측정하는 변조이음향방사 검사(distortion product otoacoustic emission, DPOAE)로 수술 당시 나이와 수술 후 경과 기간(2년~11년)에 따라 외유모세포 기능이 어떻게 다른지 비교했다. 

그 결과, 인공와우 수술을 일찍 받고 수술 후 경과 기간이 짧을수록 외유모세포 기능이 유지되는 경우가 많았다. 생후 12개월 이내에 수술을 받고 수술 후 6년이 지나지 않은 환아 5명은 양쪽 귀 10개 중 7개(70%)에서 기능이 남아 있었던 반면, 이 조건에 해당하지 않는 환아 6명은 양쪽 귀 12개 모두에서 기능이 관찰되지 않았다. 두 그룹 간의 뚜렷한 차이는 일찍 수술을 받은 경우 전극을 삽입한 뒤에도 외유모세포가 수년간 기능을 유지할 수 있음을 보여준다. 

이번 연구는 일찍 인공와우 수술을 받은 경우 달팽이관 속 일부 세포가 기능을 유지할 수 있음을 보여줌으로써, 이미 수술을 받은 환아도 이후 유전자 치료를 고려해 볼 수 있는 연결고리를 제시했다는 데 의미가 있다. 다만 연구팀은 대상 환아 수가 적어 수술 시기의 기준을 정하기는 어렵고, 외유모세포 기능만 평가한 만큼 실제 치료에 적용하려면 추가 연구가 필요하다고 덧붙였다. 

최병윤 분당서울대병원 이비인후과 교수(교신저자)는 “향후 난청 치료는 인공와우와 유전자 치료 가운데 하나를 선택하는 방식보다는 환자의 유전적 원인과 연령, 내이 상태에 따라 두 치료를 순차적으로 활용하는 방향으로 발전할 가능성이 있다”며, “특히 미래의 유전자 치료 가능성을 고려한다면 인공와우 수술 단계부터 달팽이관의 구조와 기능을 최대한 보존하는 전략이 더욱 중요해질 수 있다”고 밝혔다. 

김창희 건국대병원 이비인후-두경부외과 교수(공동 제1저자)는 “OTOF 난청 소아에서 언어 발달을 위해 필요한 조기 청각재활을 미루면서 아직 장기 효과가 확립되지 않은 유전자 치료만을 기다리는 것은 현실적으로 어려운 문제”라며, “이번 연구는 조기에 인공와우 수술을 시행하더라도 달팽이관의 생리적 기능이 일정 기간 보존될 가능성이 있다는 점을 보여줬다는 데 의미가 있다”고 설명했다. 

이번 연구 결과는 실험의학 분야의 저명한 국제학술지 ‘MedComm’(IF 14.1)에 게재됐으며, 제100차 대한이비인후과학회 학술대회에서 최우수 구연상을 수상했다.