진단유전검사 신빙도조사의 현황 및 향후 전망

 


대한임상검사정도관리협회 진단유전학분과

한림의대 임상병리학교실

조    현    찬

 


염색체나 DNA 등의 유전물질을 이용하는 유전검사는 특정 질환의 진단, 예후판단, 치료방향 결정 및 치료효과 판정 등 임상이용이 활발해지면서 그 중요성이 크게 확대되었다. 따라서 이들 유전검사들의 표준화 및 정도관리의 필요성도 점점 커지게 되면서 대한임상검사정도관리협회(이하 정도관리협회)에서는 그 필요성에 부합하여 1997년 진단유전학분과를 신설하고 정도관리 사업을 시작하였다. 또한 특기할 사항은 임상병리학회의 검사실 인증제도 도입과 함께 시작한 세포유전학과 분자생물학 검사에 대한 신임업무로 제반 유전검사의 정도관리가 한층 강화되었다는 점이다.

정도관리협회 진단유전학분과는 첫 번째 사업으로 국내 유전검사 현황을 파악하기 위하여 450여 개의 정도관리협회 가입기관을 대상으로 설문조사를 실시란 바 있다. 설문조사 결과에 의하면 염색체검사를 실행하고 있는 기관이 30개, 분자유전검사를 실시하고 있는 기관은 40개였는데 이들 대부분의 검사시행기관이 정도관리 프로그램의 의미와 필요성을 인식하고 있었다. 이에 따라 염색체검사 정도관리 프로그램이 1997년 해당년도에 처음으로 시작되었으며, 다음 해부터 분자유전검사를 추가하였다.

유전검사란 좁은 의미로는 유전질환에 대한 진단유전학적 검사이지만 넓은 의미로는 유전질환의 다양한 임상검사 및 암종의 진단유전학적 검사도 포함하고 있다. 본고에서는 국내 유전진단검사의 외부 정도관리사업 현황을 살펴보고 향후 발전방안을 모색해 보고자 한다.

 

1. 염색체검사 현황

1) 검사실 개설 및 구조

1997년도에는 모든 정도관리협회 가입기관에 대하여 우편으로 설문지를 발송하여 세포유전 및 분자유전 검사를 실시하는지 여부와 앞으로 정도관리 프로그램 참가를 희망하는지를 조사한 바 있다. 또한 2차 설문조사는 현재 세포유전검사실을 운영하고 있는 기관을 대상으로 검사실 규모와 운영, 검사종목 및 검체에 따른 검사 방법 등을 조사를 하였다.

국내 염색체검사실은 1997년 당시 30개 검사실중 25개가 최근 5년내에 검사실을 개설한 것으로 대부분 짧은 역사를 가지고 있었다. 검사종사자 수는 대부분 1-3명으로 소규모 검사실이었으며 5-8명의 검사자가 일하는 비교적 큰 검사실은 모두 수탁검사를 위한 임상검사센터이었다. 검사자의 대부분은 임상병리사였지만, 9개 기관에서는 생물학 분야의 석사나 전공의 혹은 전문의가 직접 검사 및 염색체 분석을 하고 있었다. 세포유전검사실의 책임자는 19개 기관에서 임상병리 전문의가 그 역할을 담당하고 있었고, 4개는 산부인과, 나머지 3개는 소아과 전문의 혹은 Ph.D.가 세포유전검사실을 책임지고 있었다.

지리적 분포를 살펴보면 서울에 15개의 검사실이 위치하고 있었으며 나머지 검사실은 강원도를 제외하면 전국적으로 고루 분포하고 있었다. 특기한 점은 같은 병원 내에서도 검체종류에 따라 2개의 염색체검사실을 운영하고 있는 곳도 상당수였다.

2) 검사종목

25개 염색체검사실 모두에서 말초혈액의 염색체검사를 실시하고 있었고, 골수세포는 24개, 양수검사는 19개, 융모 검체는 17개의 검사실에서 검사가 시행되고 있었으며, 고형종양의 염색체검사는 7개 기관에서 시행한다고 응답하였다. 최근 임상적용 및 진단적 가치가 커지고 있는 분자세포유전검사, 특히 형광동소교합법(fluorescence in situ hybridization, FISH)은 7개 기관에서만 임상진단 목적으로 시행되고 있었다.

2000년도 세포유전학검사를 시행하는 기관은 대한임상병리학회 인증심사를 받았던 168개 기관을 대상으로 조사했을 때 모두 말초혈액 림프구 분석은 시행한다고 응답했으나 골수(62.0%), 양수(73.3%), 융모(56.7%)에 비해 비종양성 고형조직(50%), 고형종양(23.3%), Fragile X 분석검사(40.0%), 자매염색분체교환 검사 및 전중기 분열세포의 핵형분석(50.5%)은 시행기관이 상대적으로 적었다.

3) 검사방법

대부분의 검사실에서는 통상적인 배양방법인 플라스크를 이용한 세포배양을 실시하고 있었으며, 말초혈액은 72시간, 골수세포는 0-24시간의 배양기간으로 G-분염법을 사용하였다. 골수검체를 위한 염색체검사에서는 고정도분염법의 이용이 많았으며 양수세포의 염색체검사를 위해 동소배양법(in situ culture)을 적용하고 있는 검사실은 7개 기관뿐이었다. 대부분의 검사실에서 적어도 20개 이상의 분열세포를 관찰하여 염색체분석을 하고 있었지만, 핵형분석은 전혀 하지 않는 검사실에서부터 분석하는 모든 분열세포의 핵형을 기록하는 곳까지 매우 다양하였다. 염색체검사의 역사가 길지 않은데 비해 자동핵형분석기를 사용하고 있는 검사실은 16군데로 예상보다 많았다.

그러나 2000년도 임상병리검사실 인증심사에서는 디지털 이미지 분석을 위한 자동핵형분석기는 24개 기관(80%)에서 구비하여 대폭 증가하였으며, 고전적인 염색체 사진촬영 시설도 36.7%에서 갖추고 있었다. 그리고 염색체검사용 소식자를 사용하는 형광동소교합법(FISH)은 10개 기관(33.3%)에서만 실시하고 있었다.

4) 염색체검사 신빙도 조사

1997년도 염색체검사의 신빙도조사는 정상 핵형, 터너증후군, 필라델피아 염색체를 보이는 만성골수성백혈병 등 3개의 분열중기세포 사진으로 핵형을 분석하는 방식이었다. 결과 회신한 27개 대다수의 검사실에서 좋은 결과를 보내주었고 단지 일부 검사실에서 비정상적인 염색체의 확인과 명명법에 잘못된 결과를 보냈다. 처음 시도되는 정도관리 프로그램이어서 몇 가지 문제점이 노출되었지만 비교적 순조롭게 진행되었고, 이를 적절히 이용하면 국내 염색체검사실의 질적 향상에 큰 도움이 될 것으로 판단되었다.

1999년과 2000년도 염색체검사의 신빙도조사는 예전과 같은 형식으로 각각 8예의 10예의 핵형분석을 실시하였는데 해마다 난이도가 높아지는 미세결실증후군, 복잡한 핵형의 혈액종양 증례였음에도 불구하고 그 결과를 계속 향상되었다.

 

2. 분자유전검사 현황

1) 검사실 개설 및 구조

정도관리협회 가입기관으로 1998년도 설문조사에 응답하여 분자유전검사를 실시한다는 기관은 40개였고 이중 39개 기관에서 정도관리사업에 참여를 희망하였다. 검사실의 책임자는 36개 기관이 임상병리 전문의였고, 나머지 4개 기관은 각각 내과, 해부병리, 산부인과 전문의 및 의과학자였다. 2000년도 대한임상병리학회 인증심사를 받았던 168개 기관을 대상으로 조사한 내용에서는 분자생물학검사를 실시하는 기관은 51개 기관이었는데 3년전에 비해 약 20%가 수적으로 증가했음을 알 수 있었다.

2) 검사종목

1998년도 정도관리사업 40개 참여기관에서의 분자유전검사 종목을 보면 응답한 38개 기관에서 총 68개 종목이 검사되고 있었다. 또한 각 검사실에서 여러 종목의 분자유전검사를 현재 준비중에 있다고 답하여, 앞으로 급속히 증가할 것으로 판단되었다. 가장 활발하게 이용되는 검사는 결핵균과 C형 간염바이러스, 유두종바이러스(papilloma virus), bcr-abl 재배열 검사, HLA-DR 검사 순이었다. Table 1은 2 기관 이상에서 시행하는 검사종목과 그 실시하는 기관수를 감염질환, 종양, 유전질환, 기타의 4가지 분야로 나누어 조사한 결과이다.

1999년도 분자유전검사 분야의 정도관리는 1998년도의 경험을 바탕으로 검사종목 일부를 변경하였는데, 혈액종양검사 분야에서 Southern hybridization 검사와 3개 기관만이 참가하였던 면역글로불린 유전자 재배열검사는 제외하였고, 분자미생물검사 분야에는 Cytomegalovirus(CMV)와 Herpes simplex virus(HSV) 검사를 추가하였다. 전체적으로는 PCR 검사의 예민도 측정보다는 특이도 측정에 초점을 맞추어 관리물질을 제작하였으며, 혈액암종검사 분야에서는 유전자 재배열의 형별 분석을 시도하였다.

각 정도관리물질의 종류 및 특성은 Table 2.에 기술한 바와 같다. 유전질환의 분자유전검사에는 참고기관으로부터 검증된 4개의 DNA 검체를 사용하였다. ATCC로부터 구입한 두 가지 혈액암종 표준세포주와 CML 환자로부터 분리한 백혈구는 혈액암종 분자유전검사에 사용하였다. ATCC로부터 구입한 결핵균 표준균주는 정상인의 객담 침사에 부유한 후 불활성화하여 사용되었으며, 환자의 혈장으로부터 수집한 자가제조 혈장은 HCV 검사를 실시하도록 하였다. 환자에서 분리되어 검증된 CMV를 MRC-5 세포에서 2주일간 배양하고 그 상층액을 동결건조하여 CMV 검사에 사용하도록 하였으며, 또한 같은 방법으로 HSV 음성 배양액을 제조하였다. 정도관리물질들은 Table 2.에 기록된 각각의 보존방법에 따라 처리되어 실온으로 발송하였다.

2000년도 대한임상병리학회 인증심사를 받았던 168개 기관을 대상으로 조사한 내용중 분자생물학검사를 실시하는 기관은 51개 기관이었는데 분자종양학, 선천성질환, 조직적합성항원, 친자감별 및 감염질환 검사를 각각 31.4%, 11.8%, 66.7%, 5.9%, 96.1%에서 시행하고 있었으나 법의학적 검사를 시행하는 기관은 없었다.

3) 검사방법

분자유전검사는 각 검사실마다 다양한 검사방법이 사용되고 있으므로 각 검사방법간의 결과는 항시 비교 관찰되어야 한다고 판단되어 향후 수년간은 각 검사 종목별 핵산 추출방법 및 검사방법, 임상적 해석 등을 조사하였다.

4) 결과분석 및 보고방법

검사결과는 각 검사방법별로 분석되었으며 대상기관의 수가 적기 때문에 한 기관에서만 사용하는 방법이라도 포함시켜서 분석하였다. 조사대상이 되는 검사방법 중 특정기관에서만 사용되는 방법일 경우는 일반 검사명으로 전환하여 분석하였고 상품화된 제품을 사용하는 경우는 그대로 분석하였다. 조사항목에 기록하지 않은 경우는 그 기관에서 시행하고 있다고 하더라고 그 항목에 대한 분석을 미응답으로 분류하여 분석하였다. 각 결과에 대한 임상적 해석에 대한 부분은 평가하지 않았다.

3. 결론 및 향후 전망

정도관리협회에서 1997년부터 시작한 국내 진단유전학검사의 현황과 최근 임상병리학회 인증심사에서 조사된 세포유전학 및 분자생물학 검사부문의 국내 현황을 살펴보았다.

국내의 진단유전학 검사실은 대부분 최근에 개설된 소규모의 검사실로서 검사자의 교육이나 검사방법의 표준화 등의 정도관리에 많은 어려움이 있었다. 또한 세포유전이나 분자유전검사에 대한 임상적 요구도 질적으로나 양적인 측면에서 크게 확대되고 있다. 그러나 이러한 검사들은 검사방법이 매우 까다롭고 그 해석에 많은 전문지식이 요구되므로 적절한 정도관리 프로그램은 필수적이다.

무엇보다도 국내 진단유전검사의 정도관리 프로그램은 역사가 짧아 여러 가지 문제점이 없었던 바는 아니지만 비교적 순조롭게 진행되었고, 이를 적절히 활용하면 국내 세포유전학 및 분자유전학 검사실의 질적 향상에 많은 도움이 될 것으로 확신한다. 또한 그 동안 시행되어온 국내 정도관리 사업이 보다 활성화하기 위해서는 실제 사업을 수행하는 대한임상병리학회와 정도관리협회에 대한 정부의 강력한 정책적 지원이 필요하다 하겠다.

급속도로 확대되고 있는 유전진단검사의 신빙도를 보장하기 위해 실무에 종사하는 임상병리사에 대한 주기적인 워크샵이 필요하고, 임상병리를 전공하는 책임자급에 대해서도 유전진단검사의 신빙도에 관한 보수교육도 강화될 필요성이 있다. 특히 이러한 목적을 달성하기 위해 실무경험이 많은 대형 의료기관의 헌신적인 노력과 희생이 뒷받침되어야 할 것으로 판단된다.

마지막으로 언급되어야 사안은 바이오벤처 회사들의 수익사업으로 각종 유전자검사가 상업적인 목적으로 인해 질병중심의 임상병리검사를 수행하는 의료기관에 막대한 영향을 주고 있다는 점이다. 따라서 의료기관에 종사하는 모든 임상병리 전문가는 유전자검사의 중대함을 인식하고 윤리적 법적 문제에도 관심을 가져야 할 것이다.


참고문헌

1. 조현찬, 김선희, 박성섭, 윤혜령, 김의종, 박숙자, 박종우, 서순팔, 송경순, 이유경, 전효진, 지현숙. 진단유전학검사 신빙도조사 결과보고(1997). 임상병리와 정도관리 1998;20(1):147-153

2. 조현찬, 김선희, 박성섭, 윤혜령, 김의종, 박숙자, 박종우, 서순팔, 송경순, 이유경, 전효진, 주세익, 지현숙. 진단유전학검사 신빙도조사 결과보고(1998). 임상병리와 정도관리 1999;21(1):147-158

2. 조현찬, 김선희, 박성섭, 윤혜령, 김의종, 박숙자, 박종우, 서순팔, 송경순, 이유경, 전효진, 주세익, 지현숙. 진단유전학검사 신빙도조사 결과보고(1999). 임상병리와 정도관리 2000;22(1):201-209

3. 조현찬, 김선희, 박성섭, 윤혜령, 김의종, 박숙자, 박종우, 서순팔, 송경순, 이유경, 전효진, 주세익, 지현숙. 진단유전학검사 신빙도조사 결과보고(2000). 임상병리와 정도관리 2001;23(1):S171-184

4. 박성섭. 분자유전검사의 정도관리 사업전망. 임상병리와 정도관리 1997;19: 377-383

5. 김종원, 권계철, 김정호, 민원기, 박선영, 백병윤, 송정한, 이수영, 이은희, 최태윤. 선천성대사질환검사 신빙도조사 결과보고(2000). 임상병리와 정도관리 2001;23(1):S151-169

 

 

 

    Table 1. 국내 분자진단검사 현황 (1997)  

검사분야

검사항목

시행기관

 

 

No.

% (per 38 labs*)

 

Infectious

diseases

(29 tests)

M. tuberculosis

33

87

Hepatitis C Virus

33

87

Papilloma virus

20

53

Cytomegalovirus

15

39

Chlamydia trachomatis

12

32

Herpes simplex virus

10

26

Epstein-Barr virus

9

24

Hepatitis B virus

3

8

Parvovirus

3

8

Pneumocystis carinii

2

5

Hepatitis G virus

2

5

Mycoplasma pneumoniae

2

5

Miscellaneous 17 tests : Each test performed in one laboratory only.

 

 

 

 

Cancer

(7 tests)

bcr-abl rearrangement

17

45

PML-RARA rearrangement

8

21

bcl2 rearrangement

5

13

Ig gene rearrangement

5

13

TCR gene rearrangement

5

13

AML1-ETO rearrangement

4

11

N-myc amplification

3

9

 

 

 

 

 

Genetic

diseases

(30 tests)

DMD/BMD

6

16

Fragile X syndrome

5

13

Apo E genotyping

4

11

Myotonic dystrophy

3

9

Factor V Leiden

2

5

CMT

2

5

Spinal muscular atrophy

2

5

Miscellaneous 23 tests :

Each test performed in one laboratory only.

 

 

 

 

 

 

Others (2 tests)

HLA-DR

18

47

 

DNA Fingerprinting

7

18

      * Thirty-eight laboratories reported to perform 68 kinds of tests.

      Abbreviations: Ig:Immunoglobulin; TCR:T cell receptor;

      DMD/BMD:Duchenne /Becker muscular dystrophy;

      CMT:Charcot-Marie-Tooth disease


    Table 2. 분자유전검사 정도관리물질의 정보 (1999년도)  

검체번호

검체종류

검체정보

보관방법

MG-1

DNA

Dystrophin 유전자의 exon51이 결실된

환자의 DNA

in 1x TE,

실온/냉장

MG-2

DNA

Dystrophin 유전자의 exon45에서 exon52

까지 결실된 환자의 DNA


MG-3

DNA

Apo E 유전형이 e4/e4인 환자의 DNA


MG-4

DNA

Apo E 유전형이 e2/e2인 환자의 DNA


MO-1

Cell line

K562(ATCC CCL243), CML, major

bcr/abl rearrangement(+), b3/a2 type

Ethanol fixation

MO-2

Cell line

SUP-B15(ATCC CRL1929), ALL, minor

bcr/abl rearrangement(+), e1/a2 type

실온

MO-3

WBC

CML 환자의 백혈구, major

bcr/abl rearrangement(+), b2/a2 type


MM-1

표준균주

M. tuberculosis(ATCC25177)

Ethanol fixation

MM_2

혈청

HCV 양성 환자들의 혈청

0.01%

sod. azide

MM-3

Culture

CMV culture positive fluid

동결건조

MM-4

Culture

HSV culture negative fluid

동결건조



    Table 3. 분야별 참여기관 분포도 (1999년도)  

대상분야

참여기관수

참여율(%)

유전질환 분자유전검사

13

28.3

종양 분자유전검사

13

28.3

미생물 분자유전검사

40

86.9

총 참여기관 수

41

89.1

총 회원기관 수

46


    Table 4. 검사종목별 참여율 (1999년도)  

검사분야

검사종목

참여기관수

참여율(%)

유전질환

DMD/BMD exon deletion

4

8.7


ApoE genotying

12

26.1

혈액암종

Major bcr/abl rearrangement

13

28.3


Minor bcr/abl rearrangement

11

23.9


PML/RARA rearrangement

10

21.7

분자미생물

M. tuberculosis PCR

36

78.3


HCV PCR

34

73.9


CMV PCR

15

32.6


HSV PCR

9

19.6

총 참여기관 수

41

89.1

총 회원기관 수

46



    Table 5. 검사분야별 참여율 (1999년도)  

검사분야

참여기관수

참여율(%)

유전질환

1

2.4

유전질환, 혈액암종, 분자미생물

7

17.1

유전질환, 분자미생물

5

12.2

혈액암종, 분자미생물

6

14.6

분자미생물

22

53.7

총 참여기관수

41



    Table 6. 각 검사종목의 검사방법별 참여기관수 (1999년도) 

검사항목

검사방법

참여기관수

DMD/BMD

Test Exon No.

4


pb, pm, 3, 4, 6, 8, 12, 13, 16, 17, 19, 32, 34, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 60 (26 exons)

1


pm, 3, 4, 6, 8, 12, 13, 17, 19, 43, 44, 45, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 60 (19 exons)

1


pm, 3, 4, 6, 8, 12, 17, 19, 43, 44, 45, 47, 48, 50, 51, 52, 60 (17 exons)

1


pm, 3, 6, 13, 43, 47, 49, 50, 52, 60 (10 exons)

1

Apo E genotyping

12

    Commercial kit



INNO-LiPA (Innogenetics)

6


ApoE genotyping kit (GenoTech)

1

    In house method



PCR-restriction enzyme digestion, HhaI

3


PCR-restriction enzyme digestion, AflIII, HaeII

2

RNA preparation for molecular oncology

13

    Commercial kit



RNAzol B, RNA STAT (Tel-Test)

3


UltraspecII, RNAsol (Biotecx)

3


Trizol (Gibco-BRL), Purescript (Gentra), RNaid (GenoTech)

3(각 1)

    In house method



Acid-Guanidium-Phenol-Chloroform method

4

M. tuberculosis PCR

36

    Commercial kit



Amplicor, Cobas Amplicor (Roche)

15


Pre-Mix TB (Bioneer)

4


TB-DNA(BMS), M. tb detecton system(DMS), GenoTech kit

3(각 1)


INNO-LiPa (Innogenetics), MBI(Maxin Biotec)

2(각 1)

    In house method



PCR

5


Nested PCR

6


PCR-RE digestion

1

Hepatitis C virus PCR

34

    Commercial kit



Amplicor, Cobas Amplicor (Roche)

14


Pre-Mix (Bioneer)

6


GEN-ETI-K DEIA(Sorin), GenoTech kit

2(각 1)

    In house method



RT-PCR

2


RT-PCR 후 nested PCR

10

CMV, HSV PCR

15

    Commercial kit



Pre-Mix (Bioneer)

2


GenoTech kit

1

    In house method



PCR

8


Nested PCR

2


PCR-restriction enzyme digestion

2

총 참여기관수

41





[2001.8]