[메디게이트뉴스 박도영 기자] 비소세포폐암(NSCLC) 환자에게 '액체생검(liquid biopsies)'을 실시한 결과 높은 정확도로 암을 유발하거나 치료에 내성을 갖게 하는 유전자 변이를 확인할 수 있었다는 연구결과가 나왔다. 이는 의사들이 종양의 유전적 구성을 바탕으로 환자에 맞는 최선의 치료법을 선택할 수 있도록 액체생검을 사용할 수 있는 가능성을 보여준다.

22일 관련업계에 따르면 AGC(Actionable Genome Consortium) 연구팀이 최근 진행성 폐암 환자에서 혈장 세포유리 DNA(cell-free DNA)를 울트라 딥(Ultra deep) 차세대 염기서열분석(NGS)으로 분석한 연구결과를 국제학술지 에 발표했다.

AGC는 2014년 일루미나(Illumina)와 미국 4개 주요 암센터가 임상 종양학 분야에서 NGS 사용 확산을 가이드하기 위해 만든 컨소시엄이다. 이번 연구에는 일루미나와 그레일(Grail), 다나파버암연구소(Dana-Farber Cancer Institute), MD앤더슨암센터(MD Anderson Cancer Center), 메모리얼슬로언케터링암센터(Memorial Sloan Kettering Cancer Center) 연구원들이 참여했다.

cfDNA는 혈액에 떠돌아다니는 DNA 조각을 의미한다. 액체생검은 혈액과 같은 액체시료에 있는 특정 조직에서 유리된 DNA와 RNA, 단백질 등으로 질병을 진단하는 기술이다.

혈액 내에서 종양에서 나온 cfDNA의 비율은 비암세포(non-cancerous cells)에서 나온 cfDNA에 비해 매우 낮다. 따라서 종양 cfDNA에서 오는 희미한 신호를 감지하고, 이를 압도적으로 많은 나머지와 구별하는 것이 중요하다.

이를 위해 환자의 백혈구세포도 시퀀싱해, '클론성 조혈증 필터링(clonal haematopoiesis filtering)'이라는 골수에서 비암신호를 거르는 과정에 사용했다. 딥 시퀀싱 NGS에서 얻은 정보는 결과를 얻기 위해 기계학습(machine learning)을 사용해 새로 개발된 컴퓨터 알고리즘에 입력됐다.
 
연구팀은 진행성 비소세포폐암으로 신규 진단받은 환자 127명의 혈액 샘플을 수집했다. 대상자들은 다른 부위로 전이됐거나 재발 전이된 환자였고, 변이 유전자는 일반적으로 폐암에 관여하는 37개에 초점을 맞췄다.

환자는 ▲종양 조직 샘플에서 암을 유발하거나 치료에 내성을 갖게하는 유전자 변이가 확인된 91명 ▲조직생검에서 이러한 돌연변이가 발견되지 않은 19명 ▲사용 가능한 조직생검이 없거나 분석하기 불충분한 환자 17명 등 3개 그룹으로 분류됐다.

액체생검과 조직생검의 성능을 비편향적인 방식으로 비교하기 위해 조직생검에서 이미 발견한 것에 대한 지식 없이 액체생검을 '맹검'으로 검사했다. 이를 통해 연구팀은 테스트할 적절한 조직이 없는 환자에서 액체생검이 돌연변이를 정확하게 감지할 수 있는지 그 유용성을 추정할 수 있었다.

AGC를 대표해 연구를 이끈 메모리언슬로언케터링암센터 밥 리(Bob T. Li) 박사는 "조직생검에서 암 유발 변이가 발견된 환자 91명 가운데 68명을 액체 생검으로 찾았고, TPR(true positive rate)은 75%였다. 조직검사에서 변이가 발견되지 않은 19명은 액체생검에서도 변이가 검출되지 않아 거짓양성(false positives)은 없었고, TNR(true negative rate)은 100%였다"면서 "TPR 75%는 폐암 유발 변이를 찾는 다른 디지털 방법에 비해 유리하다"고 설명했다.

조직생검 결과를 가지고 있지 않은 17명의 경우 cfDNA 분석 결과 4명에서 암 유발 변이가 검출됐다. 1명은 조직생검을 통해 후속 확인됐고, 나머지 3명은 후속 조직생검이 없었다. 이들 4명을 제외한 나머지 13명 환자 중 3명은 후속 조직생검에서 변이가 발견됐고, 나머지 11명은 후속 조직생검을 받지 않았다.

리 박사는 "이번 결과는 액체생검이 폐암 치료에 있어 조직생검에 보완적인 역할을 할 수 있다는 점을 시사한다. 특이성이 100%로 높기 때문에, 즉 거짓양성이 없었기 때문에 특히 조직생검이 부적절하거나 실현 가능성이 낮은 경우 액체생검을 먼저 진행하고 치료를 안내하는데 사용할 수 있다"면서 "액체생검이 음성일 경우에는 TPR이 75%인 만큼 조직생검이 여전히 필요하다"고 말했다.

액체생검은 비침습적이면서 기존 분석법보다 소요 시간이 단축된다. 메모리얼슬로언케터링암센터의 이전 연구에 따르면 조직생검은 분석에 20일이 소요되는 반면, 액체생검은 약 9일만에 완료할 수 있는 것으로 나타났다. 이는 빠르게 악화될 수 있는 환자에게 중요한 시간 차이다.

리 박사는 "액체생검은 환자 케어를 개선하는데 도움이 될 수 있는 유망한 기술 개발이다. 우리는 이 테스트에 대한 추가 연구를 수행하고 있으며, 이러한 최신 결과는 액체생검 분야가 올바른 방향으로 나아가는 방향이다"고 결론내렸다.