혈액으로 암 검진은 물론 재발 여부를 확인할 수 있는 혁신적 원천기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

국내 최정상 의과학자들이 대거 참여한 이번 연구결과는 향후 암 진단 및 치료계획 수립에 진일보를 이룰 것으로 기대를 모으고 있다.

실제 이번 연구는 고대안암병원 신경외과 허준석 교수를 비롯해 한양의대 허준호 교수, 보라매병원 김진수 교수, 서울성모병원 김명신 교수, 서울아산병원 김송철 교수 등이 참여했다.

혈액 속 극소량 암 변이 신호 정밀하게 잡아내는 액체생검 원천기술 ‘MUTE-Seq’ 개발

이들은 공동연구를 통해 혈액 속 극소량의 암 변이 신호(ctDNA)를 정밀하게 잡아내는 액체생검 원천기술 ‘MUTE-Seq’을 개발했다. ‘액체생검’이란 혈액 등 체액에서 암 관련 유전 정보를 분석하는 비침습적 검사다. 

기존 방식은 극히 낮은 비율의 변이를 찾기 위해 초고심도 시퀀싱·특수 바코딩 등이 필요해 비용과 시간 부담이 컸고, 정상 DNA 신호에 묻혀 극소량의 암 변이 신호를 놓치는 경우가 왕왕 있었다.

하지만 연구팀이 개발한 ‘MUTE-Seq’은 검사 전에 정상 DNA를 선별적으로 제거해 암 변이 신호인 ctDNA만 남겨 또렷하게 만든다. 

그 뒤 변이만 농축된 시료를 대상으로 분석하기 때문에 기존 방식에 비해 초저빈도 암 변이 신호 검출율이 훨씬 높고 정확하다.

정밀도와 더불어 검사 경제성 향상 또한 기대할 수 있다. 이를테면 기존 방식은 아주 작은 말소리를 듣기 위해 고가의 스피커로 볼륨을 최대로 올려서 들어야 했다.

문제는 주변 소음 크기 또한 덩달아 커지면서 여전히 말소리를 잘 구분 못하면서도 고비용이 든다는 뚜렷한 한계가 있었다.

반면 ‘MUTE-Seq’은 혁신적인 ‘노이즈 캔슬링’ 방식이다. 

초정밀 유전자가위가 주변 소음만을 정확하게 줄여주는 덕분에 스피커 성능과 상관 없이 적은 출력으로도 원하는 말소리만 더 크고 또렷하게 들을 수 있게 해준다.

즉 불필요한 정상DNA 신호를 미리 최대한 제거한 뒤 시퀀싱을 하게 되면 시퀀싱 양을 획기적으로 줄이면서도 암 변이 ctDNA 신호는 수십배 증폭하는 효과가 일어난다.

결과적으로 기존 방식 대비 정밀도는 20배 향상하면서도 검사 비용은 1/10로 줄일 수 있다. 

연구팀은 이 기술을 실제 환자 혈액에 적용해 성능을 확인했다. 암조직-혈액 돌연변이 일치도를 탐색했으며, 폐암 환자에서는 91% 민감도와 95% 특이도를 보였다. 

췌장암 환자에서는 민감도 83%, 특이도는 100%를 나타냈다. 

급성골수성백혈병 환자 치료 후 재발 모니터링 검사에서도 극소량의 암 변이 DNA 검출이 가능했으며, 미세잔존암 여부를 100% 민감도와 100% 특이도로 진단하는데 성공했다. 

이번 결과는 주로 초기 암 및 미세잔존암 환자를 대상으로 한 결과로, 혈액만으로 조기에 암을 진단하거나 영상장비 보다 빠르게 재발을 확인할 수 있는 높은 가능성을 입증했다.  

허준석 교수는 “혈액 한 번으로 아주 적은 암 신호까지 읽어낼 수 있다면 더 빨리 발견하고 치료 후 재발 징후도 빠르게 알아차릴 수 있다”고 말했다.

이어 “검사 부담이 줄면 지역·고령·취약계층까지 문턱이 낮아져 의료 형평성에도 도움이 돼 개인을 넘어 사회 전체의 건강이익에 도움이 될 것”이라고 덧붙였다.

한편, 이번 연구결과는 지난 4월 미국암연구학회 구연 발표에 이어 재료과학 분야 국제학술지인 ‘Advanced Materials’ 표지논문으로 게재됐다.