Genetic predisposition to schizophrenia and circulating proteins in 44,661 UK Biobank participants

조현병은 사람의 사고 방식, 현실을 지각하는 방식, 그리고 타인과 연결되는 방식을 변화시키는 심각하고 종종 무력감을 주는 정신 건강 질환입니다. 환각에서부터 의욕 저하에 이르기까지 증상은 잘 알려져 있지만, 이 질환이 왜 발생하는지에 대한 생물학적 이유는 여전히 미스터리로 남아 있습니다. 과학자들은 유전이 주요한 역할을 하며 가족력을 통해 발병 위험이 대물림된다는 점은 알고 있지만, 유전적 성향이 어떻게 본격적인 질병으로 변모하는지에 대한 구체적인 사건의 연쇄 과정은 불분명합니다. 더욱이, 조현병 환자들은 심장병이나 당뇨병과 같은 심각한 신체적 건강 문제에 직면하는 경우가 많으며, 일반 인구보다 평균적으로 10년 이상 일찍 사망합니다. 이 질환에서 마음과 몸을 묶어주는 생물학적 실타래를 이해하는 것은 더 나은 치료법을 찾고 삶을 개선하는 데 필수적입니다.

이러한 실타래를 풀기 위해 연구진은 UK 바이오뱅크(UK Biobank)라고 불리는 방대한 인간 데이터 모음에 주목했습니다. 이 프로젝트에는 자신의 건강 기록을 공유하고 생물학적 샘양을 제공한 수십만 명의 자원봉사자가 참여하고 있습니다. 이 특정 연구에서 과학자들은 백인 영국인 또는 유럽 혈통의 참가자 44,661명에 집중했습니다. 연구진은 먼저 각 참가자에 대해 '다유전자 위험 점수(polygenic risk score)'를 계산했습니다. 이 점수를 하나의 숫자로 생각하면, 수천 개의 미세한 유전적 변이를 가중치로 두어 한 개인의 조현병에 대한 전체적인 유전적 설계도를 합산하여 유전된 전반적인 위험도를 추정하는 것입니다. 연구진은 이후 이 참가자들의 혈액 속에 순환하는 약 3,000가지의 서로 다른 단백질 수치를 측정했습니다. 단백질은 감염과 싸우는 것부터 세포를 구축하는 것에 이르기까지 거의 모든 기능을 수행하는 신체의 일꾼입니다. 연구진은 이들의 유전적 위험 점수를 단백질 수치와 비교함으로써, 조현병의 위험이 체내에서 어떻게 나타나는지를 설명할 수 있는 생물학적 신호를 포착하고자 했습니다.

연구는 신뢰성을 확보하기 위해 데이터 누락이 너무 많은 단백질을 걸러내며 방대한 양의 단백질을 조사했습니다. 연령, 성별, 생활 습관, 기존 건강 상태와 같은 요인들을 세심하게 조정한 후, 연구진은 명확한 패턴을 발견했습니다. 그들은 혈액 내에서 조현병의 높은 유전적 위험과 일관되게 연결된 16개의 특정 단백질을 식별해 냈습니다. 이 관계는 무작위가 아니었습니다. 어떤 단백질의 경우 유전적 위험이 높을수록 혈중 수치가 낮아졌고, 다른 단백질의 경우 수치가 높아졌습니다. 예를 들어, 위험 점수는 면역계 및 대사와 관련된 C2 및 RNASET2와 같은 단백질과 음의 상관관계를 보였는데, 이는 유전적 위험이 높은 사람들이 이러한 단백질을 더 적게 보유하고 있음을 의미합니다. 반대로, 위험 점수는 ICAM3 및 BTN3A2와 같은 단백질과 양의 상관관계를 보였는데, 이는 높은 유전적 위험이 이러한 특정 분자들의 높은 수치와 대응됨을 의미합니다.

이러한 발견은 중요한데, 이는 환자가 질병 진단을 받기 전부터 활성화되어 있는 구체적인 생물학적 경로를 가리키기 때문입니다. 유전적 위험과 연결된 단백질들은 염증, 심장 및 대사 건강, 뇌 발달을 포함한 여러 범주에 걸쳐 있습니다. 이는 조현병이 단순히 마음의 장애일 뿐만 아니라, 신체의 면역 및 대사 시스템과 깊게 연결되어 있다는 생각을 뒷받침합니다. 연구진은 이러한 연관성이 약물 복용 및 기타 건강 문제를 고려한 후에도 유효하다는 점에 주목했는데, 이는 이러한 단백질 변화가 질병의 유전적 구조의 근본적인 부분임을 시사합니다. 흥미롭게도, 연구는 이러한 패턴에서 남녀 간의 주요한 차이를 발견하지 못했으며, 이는 이러한 생물학적 연결 고리가 해당 인구 집단 내에서 성별에 관계없이 보편적일 가능성이 높음을 나타냅니다.

이 연구가 이 단백질들이 조현병을 유발한다는 것을 증명하거나 즉시 진단 도구로 사용할 수 있음을 시사하는 것은 아니지만, 생물학적 지형에 대한 구체적인 지도를 제공합니다. 연구진은 높은 유전적 위험이 BTN2A1 및 CNTN3와 같은 특정 면역 및 신경계 단백질의 낮은 수치와 연결되어 있고, SLAMF7와 같은 다른 단백질의 높은 수치와 연결되어 있음을 확인했습니다. 이 중 일부 단백질은 뇌가 어떻게 발달하는지 또는 면역계가 스트레스에 어떻게 반응하는지와 관련이 있는 것으로 알려져 있습니다. 연구진은 자신의 결과와 이전 연구를 비교하였고, 일부 단백질이 겹치기는 했으나 여기서 관찰된 특정 패턴은 견고하고 독특하다는 것을 발견했습니다. 저자들은 이 연구가 특정 시점의 스냅샷이기 때문에, 이러한 단백질 변화가 증상 발현 전의 현상인지 아니면 질병 과정의 결과인지를 결정할 수는 없다고 강조했습니다.

궁극적으로, 이 작업은 조현병의 보이지 않는 생물학적 풍경에 대한 더 명확한 그림을 제공합니다. 개인의 유전적 구성과 혈액 속에 떠다니는 특정 단백질을 연결함으로써, 이 연구는 해당 장애의 뿌리가 뇌를 훨씬 넘어 면역계와 대사 건강에까지 닿아 있음을 보여줍니다. 이 16개의 단백질은 미래 연구를 위한 잠재적인 표지판 역할을 하며, 과학자들이 유전적 위험이 어떻게 물리적, 정신적 질병으로 번역되는지를 조사할 수 있는 새로운 목표를 제공합니다. 이 연구의 희망은 이러한 생물학적 경로를 이해함으로써, 의학이 단순히 증상을 관리하는 것을 넘어 근본 원인을 다루는 더 정밀한 치료법으로 나아갈 수 있도록 하는 데 있습니다.