수상 업적

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1980 was awarded jointly to Baruj Benacerraf, Jean Dausset and George D. Snell “for their discoveries concerning genetically determined structures on the cell surface that regulate immunological reactions”. 1980년 노벨 생리의학상은 “면역반응을 조절하는 세포표면의 유전적 구조체 발견”으로 바루 베나세라프, 장 도세, 조지 스넬에게 공동 수여되었습니다.

수상 추천문

전하, 그리고 신사 숙녀 여러분. 동양의 오래된 속담 중에 “천리 길도 한 걸음부터”라는 말이 있습니다. 오늘밤 세 분의 수상자가 이 자리에 오기까지의 긴 여정은 서로 아주 멀리 떨어진 곳에서 시작되었습니다. 세 분 중에 그 누구도 서로 같은 염색체를 연구하고 있다고는 생각하지 못했습니다. 그들이 연구했던 한 염색체의 동일 유전자 부위는 다양한 방법으로 면역 기능에 영향을 주는 것으로 알려져 있으며, 우리는 이것은 초유전자라고 부릅니다. 이 시스템은 매우 오래전부터 내려온 것으로 모든 척추동물에게서 발견됩니다. 다시 말해, 진화하는 동안에도 이 부위는 잘 보존되어 왔다는 것입니다. 종에 관계없이 항상 안정한 이 부위는 종에 따라 무한한 다양성을 보여 주는 유전자의 변이성과는 정반대의 성격을 갖습니다. 사람들은 유전자 변이성에 따라 제각각의 특징을 가지며 이와 관련하여 유일한 예외는 일란성 쌍생아입니다. 그렇다면 이 여행은 어디서 시작되었을까요? 조지 스넬 박사님은 1930년대부터 암의 유전적 연구에 많은 관심이 있었습니다. 그 당시 메인의 발하버에 있는 잭슨 연구소는 형매교배를 10년 동안 유지하여 순계실험생쥐 생산에 최초로 성공하였습니다. 이들 순계실험 생쥐들은 일란성 쌍생아처럼 거의 동일한 유전체질을 가졌습니다. 그리고 이 동물을 이용하여 암의 발생에서 유전인자가 어떤 역할을 하는지 알아보고자 했습니다. 그는 생쥐의 암세포를 다른 건강한 생쥐에게 이식하였습니다. 여기서 스넬 박사님은 이식된 암이 같은 계통의 모든 생쥐에게는 진행되지만 다른 계통의 생쥐에게서는 암이 전혀 진행되지 않는다는 사실을 발견하였습니다. 교차 실험을 통해서 동일한 우성 유전자를 가진 기증동물과 수혜동물 사이에서는 이식된 암세포가 성장한다는 사실도 확인하였습니다. 하지만 이런 동일성이 없다면 암세포는 살해림프구라는 숙주세포에 의해 제거되었습니다. 스넬 박사님은 이와 같은 반응이 암세포에만 국한되지 않고 극히 정상적인 조직을 이식하는 경우에도 동일한 유전자에 의해 조절된다는 것을 알게 되었습니다. 스넬 박사님은 이 유전자를 ‘조직적합항원유전자’ 또는 H-유전자라고 불렀습니다. 생쥐는 최소한 80여 개의 서로 다른 H-유전자를 갖지만 이 유전자가 모두 다 똑같이 중요한 것은 아니었습니다. 이 중에서 거부 반응을 일으키는 가장 중요한 유전자를 H-2 유전자라고 합니다. 아무리 강력한 악성종양도 H-2유전자에 의한 거부반응을 피해갈 수는 없습니다. 스넬 박사님이 밝힌 H-유전자 시스템은 포유동물의 유전학과 관련하여 이식면역학과 면역유전학이라는 새로운 분야의 기초를 마련한 기념비적인 연구 성과입니다. 이후 도세 박사님이 이 분야의 연구를 시작하였을 때는 이미 생쥐와 마찬가지로 사람도 동일한 면역 시스템으로 이식된 외부 조직을 거부한다는 사실이 알려져 있었습니다. 하지만 생쥐와 달리 사람은 실험 대상이 될 수 없었으며 근교계 관계도 성립하지 않았습니다. 따라서 사람의 H-유전자를 동정하고 유전자지도를 얻기까지 앞으로도 수십 년의 시간이 더 필요할 것으로 생각되었습니다. 그런데 도세 박사님은 조금 다른 방법으로 연구를 진행했습니다. 박사님은 수혈을 많이 받은 환자들일수록 백혈구를 파괴하는 항체가 많이 생성되는 것에 주목하였습니다. 처음에는 이 현상이 환자들이 자신의 백혈구에 반응하는 자가 면역반응을 일으키기 때문이라고 생각하였습니다. 그러나 얼마 지나지 않아 증가된 항체가 환자 자신의 백혈구는 파괴하지 않으면서 혈액 기증자의 백혈구만 파괴한다는 것을 알게 되었습니다. 그리고 박사님은 이것이 우리가 알지 못하는 어떤 유전적 차이를 증명하는 것임을 깨닫게 되었습니다. 박사님은 가계 분석을 통해 모든 가족이 한 염색체 안에서, 하나의 유전시스템에 의한 변이유전자를 갖고 있음을 증명하였습니다. 이것이 생쥐의 H-2 유전자에 해당되는 HLA 유전자입니다. 여기에서 스넬 박사님의 생쥐에 관한 연구와 도세 박사님의 사람에 관한 연구는 상호 보완적인 관계를 형성하게 됩니다. 이제 우리는 MHC, 주조직 적합 복합체라는 이름을 사용하며 모든 포유동물의 MHC는 비슷한 구조라는 것도 알게 되었습니다. 하지만 그 수많은 MHC 중에서 스넬 박사님과 도세 박사님이 확인한 것은 단 두 가지뿐이었습니다. 이 두 가지 MHC 사이에 존재하는 세 번째로 중요한 부분이 바로 베나세라프 박사님의 연구에서 밝혀졌습니다. 베나세라프 박사님은 두 수상자와 마찬가지로 외관상으로는 다소 동떨어져 있는 분야에서 연구를 시작한 듯 보였습니다. 그는 기니피그를 대상으로 종에 따라 나타나는 항체 반응과 서로 다른 면역세포들의 상호작용을 연구하였습니다. 그 결과 그는 기니피그의 종에 따라 다르게 나타나는 다양한 면역 반응을 관찰하였습니다. 여기에도 MHC에 위치한 미지의 유전자 그룹이 관여되었으며 그는 이를 면역 반응성 유전자 또는 Ir 유전자라고 명명하였습니다. 그리고 이 유전자는 마치 관현악단을 지휘하듯 한정된 그룹 안에서 서로 협력하는 다양한 세포들의 기능을 조절하는 것으로 밝혀졌습니다. 즉 일부 Ir 유전자는 어떤 면역 반응을 일으키기 위해 세포들의 협력을 돕는 반면에 다른 Ir 유전자는 통제되지 않아 문제를 일으키는 반응을 억제할 수 있었습니다. 이와 같이 주조직 적합 복합체 MHC는 의학적으로, 그리고 생물학적으로도 매우 중요합니다. 이제 HLA 형태는 모든 형태의 조직, 기관이식에서 반드시 고려하는 필수 사항이 되었습니다. 도세 박사님은 ‘조직적합성 연구회’를 결성하여 여러 나라의 연구자들이 서로 만나 연구 결과를 비교하고 시약들을 교환하기도 하며 명명법을 일치하도록 지원하였습니다. 그 결과 수많은 연구 결과들이 보다 빠르게 실용화되었습니다. 그는 HLA형 결정 정보를 사람이 이해할 수 있는 보다 쉬운 언어로 표현한 자료들도 많이 수집하였습니다. 그 덕분에 가장 적합한 기증자와 수혜자의 조합을 쉽게 확인할 수 있었습니다. 이러한 연구 중에 얻은 뜻밖의 큰 성과는 HLA 형태와 밀접하게 관련된 질병들을 알게 된 것입니다. 여기에는 희귀 질병인 척수질병, 소아당뇨, 다발경화증, 만성피부병 등이 있습니다. 이와 같은 연관성의 원인은 아직 모르지만 그 연관성을 발견하였다는 것만으로도 MHC 부위의 중요성은 더욱 강조될 것입니다. 가장 흥미로운 것은 정상적인 유기체 안에서 MHC 시스템의 역할입니다. 이 시스템은 왜 존재할까요? 그리고 진화를 거치면서도 그 복합성이 그대로 유지된 이유는 무엇일까요? 이 시스템이 외부 조직에 대한 방어기전이라는 설명은 정확한 해답이 아닙니다. 이식기술 자체가 우리가 만들어낸 인공 조작이기 때문입니다. 따라서 우리가 보다 정확한 해답을 찾기 위해서는 생명체 내에서 서로 다른 세포가 협력할 때 MHC가 어떤 중요한 역할을 하는지, 그리고 제거되어야 하는 세포와 제거되지 않아야 할 정상 세포를 구분하는 면역계의 능력에 MHC가 얼마나 중요한지를 연구해야 합니다. 바이러스성 감염, 암으로의 형질전환, 그리고 세포의 정상적인 생리적 노화 현상 등에 대한 연구가 그 예입니다. MHC 시스템은 세포막의 변화를 감지할 수 있는 매우 민감한 감시 시스템이며 우리는 이 시스템으로 신체 내에서 변형된 세포를 제거합니다. 외부 물질의 이식을 거부하는 것은 그저 불가피한 부산물일 뿐입니다. 1950년대 초반, 조지 스넬 박사님은 그 당시 전 세계적으로 H-2 시스템을 이해하는 과학자의 수가 손가락으로 셀 수 있을 정도로 드물다고 했습니다. 순계실험 생쥐에게 나타난 거부 반응으로 시작된 이 연구는 이제 강력한 초유전자 시스템 연구로 발전하였습니다. 그리고 이제 이 시스템은 모든 면역학자와, 암 연구자들, 바이러스 학자, 그리고 발생생물학자들의 일상적인 연구에서 흔히 볼 수 있을 만큼 익숙해졌습니다. 뿐만 아니라 현대 생물학이라는 거대한 구조물에서 가장 흥미로운 부분이 되었습니다. 스넬 박사님, 도세 박사님, 그리고 베나세라프 박사님. 시작은 서로 달랐지만 세 분은 긴 여행을 거쳐 같은 곳에서 만났습니다. 바로 초유전자 부위, 주조직적합복합체라는 같은 결론에 도달함으로써 세 분은 오늘밤 이 행복한 행사에 초대되었습니다. 세포 인식, 면역 반응, 그리고 이식 거부 반응을 조절하는 생물학적인 시스템 연구는 세 분의 순계실험 생쥐를 대상으로 했던 기초 연구의 난해했던 부분을 명확하게 각인시켰습니다. 이제 우리는 이와 같은 기초적인 사실이 임상의학에 즉시 적용되는 상황을 보면서 어떤 미학적인 기쁨까지도 느끼게 됩니다. 왕립 카롤린스카 의과대학을 대표하여 세 분께 축하를 드립니다. 이제 전하께서 세 분에 대한 시상을 하시겠습니다.