인체자원중앙은행의 인체자원 확보·관리 현황
Collection and management of human biospecimens in National Biobank of Korea

질병관리본부 유전체센터 생물자원은행과            
이재은           
  

Ⅰ. 들어가는 말
  인체자원중앙은행은 2001년부터 대규모 코호트 기반으로 수집된 다양한 인체자원의 관리 및 분양을 통해 의생명과학 연구자들의 연구 활동을 지원하고 있으며, 검체과학 연구를 통해 인체자원의 품질향상 및 활용도 증진을 도모하고 있다. 또한, 인체자원은행사업의 일환으로 2012년까지 20만 명의 질환군 인체자원을 수집하는 17개 단위은행의 운영지원 업무를 수행하고 있다.
  고품질의 인체자원 확보와 보존을 위하여 인체자원중앙은행에 입고된 자원은 철저한 정도관리가 진행된다. 자원의 정도관리에는, 입고된 인체자원과 관련 정보의 일치성 및 정확성을 확인하는 검수작업, 실물자원의 품질검사, 인체자원 관련 정보의 품질관리, 저장실과 냉동고의 적정 온·습도 유지 등이 포함된다. 이 글에서는 인체자원중앙은행이 지난 10년(2001-2010년) 동안 수행한 인체자원 수집·분양·백업 및 정도관리 주요업무에 대해 간략히 소개하고자 한다.  

Ⅱ. 몸 말
1. 인체자원 수집
  인체자원중앙은행은 한국인유전체역학조사업, 국민건강영양조사사업, 12개 질환군별 유전체 연구사업 등을 통해 2001년부터 수집된 인체자원을 기탁받아 보관하고 있다. 2010년까지 280,510명의 신규 대상자에 대한 인체자원을 확보하였으며, 추적(중복)조사 대상자를 포함하면 387,715명분의 인체자원이 확보되었다(Figure 1).
                                
  수집된 인체자원의 종류별 분포를 보면, 혈청(261,194명, 1,633,196 바이알), DNA(233,009명, 730,038 바이알), 혈장(220,037명, 1,523,178 바이알), 뇨(183,129명, 224,337 바이알) 순으로 많았으며, 이들을 포함한 인체자원 전체 수집양은 4,338,051 바이알이었다(Figure 2).
                                
2. 인체자원 분양
  수집된 인체자원에 대한 연구자 분양은 2003년부터 시작되었고 2010년까지 152,510건의 인체자원 분양이 이루어졌다(Table 1). 이러한 분양매년 증가 추세이며, 지난해(2010년)에는 44,948건이 분양되어 가장 높은 분양실적을 나타냈다. 인체자원 종류별 분양현황을 살펴보면, DNA(134,396건, 88%), 혈청(8,743, 6%), 혈장(6,515, 4%) 등의 순서로 분양이 많이 진행되었고, 기타(2,856, 2%)로 buffy coat(백혈구층), lymphocyte(림프구) 등과 같은 인체자원도 일부 분양되었다.

  2003년부터 2010년까지 전체 71개 연구과제에 대한 인체자원 분양이 이루어졌으며, 과제별로 중복 분양된 회수를 포함하면 총 110건의 분양이 진행되었다. 이 가운데, 두 번 분양을 신청한 연구과제는 11개로 전체 과제의 15%를 차지하였고, 3회 이상 분양신청을 한 과제의 수는 8개로 11%의 비중을 차지하는 것으로 나타났다(Figure 3).
                                     
3. 인체자원 백업
  인체자원중앙은행에서는 예기치 못한 각종 재해 및 사고로부터 인체자원을 안전하게 보존하기 위하여 2008년부터 지역거점의 단위은행 3곳을 백업은행으로 지정하고, 역학정보 등 자원관련 정보가 풍부하고 연구 수요도가 높은 코호트를 선정하여 수집된 인체자원의 일부를 분산·보관하고 있다. 2008년부터 2010년까지 전체 364,650건의 인체자원이 백업은행에 보관되었으며, 혈청자원 129,193건, 혈장자원 129,028건, DNA자원 106,429건이 포함되어 있다.

4. 인체자원 정도관리
가. 검수
  인체자원중앙은행에서는 입고된 인체자원 가운데 무작위 추출된 10%의 표본에 대한 검수작업을 실시하여, 실물자원과 관련 정보(실물자원의 ID 번호, 위치정보, 품질검사 결과 등)와의 일치성을 확인한다. 지난 한 해(2010년) 동안 171,041건의 인체자원이 입고되었으며, 이 중 17,079(10%)건에 대한 검수가 이루어졌다(Table 3). 이러한 검수과정 중에 오류가 발견되면, 함께 입고된 모든 인체자원에 대한 검수작업이 이루어지고, 발견된 오류는 완전하게 수정된 다음 보관절차에 들어간다.

나. 실물자원의 품질검사
  입고된 DNA와 세포자원의 경우는 무작위 추출된 일부 자원(전체 수집자원 중 10% 이상)에 대한 품질검사를 실시한다. DNA 시료는 전기영동법을 이용한 완전성(integrity) 검사, 인위적으로 유전자를 증폭시키는 중합효소연쇄반응(Polymerase Chain Reaction; PCR) 실험법을 이용한 미생물(박테리아와 마이코플라즈마) 오염검사, 그리고 short tandem repeat(STR) 분석법에 의한 시료 간 교차오염 검사가 수행된다. 세포의 경우는 세포 생존율 검사, 미생물 오염검사, 세포 간 교차오염 검사를 통해 품질평가가 이루어진다.
  2001년부터 2010년까지 268,419건의 DNA가 수집되었으며, 그 가운데 52,165건(19.4%)에 대한 DNA 완전성 검사가 이루어졌다(Table 4). 미생물 오염검사는 전체 수집건수의 15.3%에 해당하는 41,031건에서 실시되었다.

  세포자원은 2001부터 2010년까지 26,773건이 수집되었으며, 그 중 1,326건(5.0%)에 대해 세포 생존율 검사, 미생물 오염검사, 세포 간 교차오염 검사가 각각 이루어졌다. 2010년 이전(2001-2009년)에는 수집된 25,098건의 세포 중 4.6%에 해당하는 1,146건에 대한 품질검사가 이루어진 반면, 2010년에는 1,675건의 세포 수집건수 중 10.7%에 달하는 180건에 대한 품질검사가 실행되었다.

Ⅲ. 맺는 말

  Human Genome Project(HGP)에 의해 인간의 30억 개 염기서열 해독이 완료됨에 따라 이를 기반으로 한 맞춤의학과 중개연구의 구현이 가능해졌다. 바이오뱅크는 양질의 인체자원과 관련정보를 연구자에게 제공함으로써 이러한 연구를 활성화 시키는 역할을 하고 있다. 세계 여러 나라에서 대규모 인체자원 수집을 활발하게 하고 있으며, 영국의 UK biobank의 경우는 현재 50만 명분에 대한 인체자원 수집을 완료하였다. 에스토니아는 인구의 약 5%를 대상으로 건강·유전정보 확보를 위해 국가 주도의 Estonian Genome Center를 운영하고 있으며, 일본의 경우는 국가 R&D 예산을 활용한 민간기관인 Biobank Japan 설치·운영 중에 있다[1].
  인체자원중앙은행은 이러한 세계적인 흐름에 발맞추어 대규모의 고품질 인체자원을 확보·보존 및 분양하기 위한 다양한 노력을 다하고 있으며, 이러한 노력은 국가의 의생명과학 연구에 대한 경쟁력을 향상시키고 나아가 국민의 질병위험을 감소시키는데 기여할 것으로 사료된다. 또한, 연구 수요도가 높고 특화된 인체자원의 수집을 통해 세계적인 바이오뱅크로서의 역량을 확대해 나아갈 계획이다.

Ⅳ. 참고문헌

1. 전재필, 한복기 엮음. 바이오뱅크 입문. 월드사이언스. 2009년