- 뇌종양의 유전자 변이 진화 특성 분석으로 맞춤치료의 방향성 제시
- 복지부 지원으로 연구 수행, 세계 최고 권위 학술지 ‘네이처 제네틱스’ 게재

교모세포종(Gliobalstoma)은 뇌종양 중 가장 악성으로 분류되며, 다른 암과 비교하여 방사선 및 항암제 치료에 대한 저항성이 매우 높아 진단 후 기대 생존기간이 1년에 불과하다.

일반적인 치료법은 수술, 방사선요법과 항암화학 요법이 있으나, 이러한 치료에 의한 환자 반응은 매우 제한적이며, 거의 대부분의 환자가 재발하여 죽음에 이르게 되는 무서운 질병이다.

최근 대규모 유전체 분석 결과로 원발암 환자의 유전자 정보 등이 보고되고 있으나 대부분의 종양이 치료 후 유전체 진화를 통해 기존 치료법에 대해 내성이 생기게 됨에 따라 원발암-재발암의 유전체 진화 추적관찰 연구가 절실하게 요구되고 있지만 아직까지 전세계적으로 미흡한 실정이다.

국내 연구진이 글로벌 협력연구를 통해 뇌종양 환자의 새로운 맞춤치료 가능성을 제시한 연구 결과를 세계 최고 학술지 ‘네이처 제네틱스(Nature Genetics)’에 게재해 주목을 끌고 있다.

<그림1> 뇌종양 치료에 의한 유전체 진화 패턴 분석

원발암-재발암 뇌종양 유전체 추적관찰을 통해 초기 진단 시부터 존재하는 유전자 변이와 치료에 따라 새로 생성되는 유전자 변이의 양상을 분석하였다. 이를 통해 뇌종양 치료 내성 및 과돌연변이 관련 유전자를 발굴하였다.
 

연구팀은 표준 치료 후 교모세포종(악성뇌종양의 일종)의 유전체 진화 및 치료 내성을 규명하기 위해 한국, 미국, 일본, 이탈리아의 뇌종양 환자 총 114명의 원발암-재발암 유전체 진화 패턴을 분석했다.

분석 결과 63%의 환자에서 암의 재발 후 종양의 유전형 타입이 변화되었고, 15%의 환자에서 과돌연변이 (hypermutation)를 발생했으며, 11%의 환자에서는 추가적인 LTBP4 유전자의 돌연변이가 발생하면서 환자의 예후가 나빠지는 것을 관찰했다.
 

이번 실험으로, LTBP4 유전자가 재발성 뇌종양의 치료의 신규표적으로 입증됨에 따라 이를 타겟으로 하는 면역치료 및 표적치료의 새로운 방향성을 제시하였고, 맞춤치료의 가능성을 더욱더 높이는 계기를 마련하였다.

<그림2> 재발성 뇌종양 치료 신규표적 LTBP4 발굴

본 연구에서 대규모 뇌종양 유전체 추적관찰을 통해 LTBP4 변이가 재발성 뇌종양에서 특이적으로 발견되고 나쁜 예후와 관련이 있음을 입증하였다. 이를 통해 LTBP4 변이가 관찰된 재발성 뇌종양 환자에서 관련 형질전환증식인자β (TGF-β) 신호계 표적 치료 가능성을 제시하였다.
 

난치암연구사업단의 남도현 교수는 “이번 연구의 핵심은 한국과 미국 간의 활발한 연구 협력 및 유전체 분석 데이터 공유를 통해 이루어낸 성과라는데 커다란 의미가 있으며, 향후 개인 유전체 정보를 이용한 맞춤형 치료를 실현하는데 중요한 도움이 될 것” 이라고 밝혔다.
 

복지부 보건산업정책국 이동욱 국장은 "이번 연구는 맞춤·정밀의료가 우선 실현될 가능성이 높은 암 질환에 적용될 대표적인 성과로, 이러한 원천기술들이 지속적으로 발굴되도록 연구생태계를 조성하고, 실제 임상 적용을 위한 정밀의료 서비스를 개발하는 등 R&D 지원에 힘쓸 계획"이라고 밝혔다.

이번 연구는 보건복지부 선도형 특성화연구사업의 지원을 받아 삼성서울병원 난치암연구사업단 남도현 교수팀과 미국 콜롬비아 대학의 라울 라바단 (Raul Rabadan) 교수팀이 지난해 발표한 뇌종양 재발 위치에 따른 유전체 진화 패턴(Cancer Cell 표지 게재, 2015. 9월)에 대한 후속연구로 수행했다.

다음은 이번 연구를 수행한 삼성서울병원 남도현 교수의 연구성과에 대한 문답입니다.

이번 성과 뭐가 다른가?

한국과 미국을 중심으로 글로벌 연구 협력 및 데이터 공유를 통해 이뤄낸 성과라는 데 큰 의미가 있습니다.

연구결과 어디에 쓸 수 있나?

기존 치료에 내성을 보이는 뇌종양 재발암 환자의 치료 표적 발굴 및 정밀 의료에 활용 될 수 있다고 봅니다.

실용화까지 필요한 시간은?

본 연구는 뇌종양 재발암 환자의 맞춤치료법 개발을 위한 기초자료로서, 향후 5년 이내에 직접적으로 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다.

실용화를 위한 과제는?

국제 공동연구 및 연구협력을 통한 빅데이터 구축 및 실용화를 위한 플랫폼의 고도화가 필요합니다.

연구를 시작한 계기는?

매번 실패하기만 하는 뇌종양 치료와의 승부에 도전하기 위해 암중개연구를 시작하게 되었으며, 보건복지부에서 지원하는 난치암연구사업단에 선정되어 신개념의 치료를 현실화시킬 수 있는 인프라를 구축하고, 활발한 연구를 수행할 수 있게 되어 다행이었습니다.

에피소드가 있다면?

지난해 켄서셀(Cancer Cell) 학술지에 유전체 진화 패턴에 대한 연구결과가 게재되고 각 국의 연구자에게 협력 연구 제의가 들어왔는데 이번 연구는 그 중 미국 콜롬비아 대학의 라울 라바단 박사팀과의 협력으로 암유전자 진화 관련 알고리즘 분석을 통해 데이터의 신뢰성을 높이게 되었습니다.

꼭 이루고 싶은 목표는?

난치암 환자에게 맞춤 치료법을 제시해 새로운 희망을 주고, 더 나아가 정밀의료를 실현하는 데 이바지 했으면 합니다.