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NGS 기반 RNA, 모든 폐암 면역항암제 바이오마커 활용 가능분당서울대병원·서울대병원·마크로젠, 폐암 면역항암제 신규 바이오마커 발굴 후속 연구결과 발표
폐편평상피세포암 한정된 연구 범위 폐선암까지 확대…적합 면역항암제 선택 유용 활용 기대

[의학신문·일간보사=정윤식 기자] 국내 연구진이 NGS 기반 RNA 분석법이 모든 폐암의 면역항암제 바이오마커로 활용될 수 있다는 가능성을 열어 주목된다.

이번 연구는 폐편평상피세포암에 한정된 연구 범위를 폐선암까지 확대, 기존에 제시된 ‘NGS 기반 RNA 분석법’의 면역항암제 바이오마커 활용 가능성을 모든 종류의 폐암으로 확대할 수 있음을 밝혀낸 것이 핵심 내용이다.

연구를 주도한 기관은 분당서울대학교병원(서정선 석좌교수·김아름 연구원)과 서울대학교병원(김영태 흉부외과 교수), 마크로젠(신종연 수석연구원)이다.

(위쪽 그림) 유전자 발현량을 토대로 한 면역항암제에 효과적인 환자군 선별법 (아래쪽 그림) 면역항암제 효과적인 환자군 내의 면역 유전자 과발현

이들은 지난 5월 미국암연구협회(AACR)의 국제학술지 ‘암 면역학 연구’에 발표한 ‘폐암 면역항암제 신규 바이오마커 발굴’에 대한 후속 연구결과를 네이처 자매지 ‘사이언티픽 리포트’ 온라인판에 10월 1일자로 발표했음을 16일 밝혔다.

공동연구팀은 이번 연구를 통해 면역 유전자 발현량을 확인하는 ‘NGS 기반 RNA 분석법’으로 암세포 주변 종양미세환경의 면역 신호를 읽어낼 수 있음을 재확인했다.

또한 연구팀은 이를 바탕으로 폐편평상피세포암뿐만 아니라 폐선암에 대해서도 면역항암제에 효과적인 환자군을 선별할 수 있음을 세계 최초로 규명했다.

이번 연구는 한국인 폐암 환자의 폐편평상피세포암 조직(101명)과 폐선암 조직(87명)에서 RNA를 추출해 NGS기술로 분석한 뒤 면역 유전자 발현량 패턴을 비교 분석하는 방식으로 진행됐다.

그 결과, 암세포 주변의 종양미세환경(TME)과 폐암의 80~85%를 차지하는 비소세포폐암 사이에 밀접한 연관성이 있음이 밝혀졌다.

연구 논문에 따르면 두 폐암 조직의 RNA를 분석해 유전자 발현량 데이터를 비교하면 환자군의 특성이 크게 두 개 그룹으로 구분되는 공통점이 나타났다.

우선 암 환자의 면역 반응과 유사한 패턴을 보이는 ‘면역저하그룹(A그룹)’이고, 다른 하나는 정상인의 면역 반응과 유사한 패턴을 보이는 ‘면역항진그룹(B그룹)’이다.

연구팀은 면역항진그룹에서 나타나는 과발현 유전자가 어떤 면역과 관련된 것인지를 확인하기 위해 기존에 알려진 데이터와 알고리즘을 통해 면역 세포를 역추적하는 연구도 실시했다.

(위쪽 그림) 면역항진 환자군 내의 특정 면역 세포의 영향 예측도 (아래쪽 그림) 비소세포폐암 환자의 면역항암제 효과 예측 면역관문 발현율

연구 결과, 폐편평상피세포암의 경우 M2 대식세포(M2 Macrophage)가, 폐선암의 경우 면역조절B 세포(Regulatory B Cells)가 종양미세환경을 형성해 암 증식에 도움을 준 것으로 나타났다.

특히 연구팀은 폐암의 면역적 특이성을 파악하는 방법 및 폐암 면역항암제에 효과적인 환자군을 간단히 선별하는 진단검사법을 고안했고, 이를 모든 폐암에 대한 면역항암제 바이오마커로 활용할 수 있을 것이라는 가능성을 제시했다.

분당서울대병원 정밀의학센터 서정선 교수는 “암세포 속 면역 유전자 발현량을 확인하는 ‘NGS 기반 RNA 분석법’이 폐암 환자에게 적합한 면역항암제를 선택하는 데 유용하게 활용될 수 있다는 점이 밝혀졌다”고 강조했다.

서 교수는 이어 “이번 연구결과가 앞으로 원인이 밝혀지지 않은 악성 종양의 면역 체계와 암 사이의 관련성을 밝혀내는 연구 및 개인 맞춤형 면역항암 치료제와 진단검사법 개발 연구를 활성화하는 데 기여할 수 있기를 기대한다”고 덧붙였다.

공동 연구팀은 이번에 발굴한 바이오마커에 대해 국제특허를 출원할 계획이며 후속 연구를 통해 ‘전암(pan-cancer)’에서도 면역항암제 바이오마커로 활용될 수 있는지와 임상 적용을 할 수 있는지 연구할 예정이다.

아울러 이들은 유전자 면역 정보를 이용해 면역항암제의 효과를 증진시키는 백신을 개발할 수 있을 것으로 판단, 관련 연구개발을 추진할 계획이다.

한편, 분당서울대학교병원 정밀의학센터와 마크로젠 공동연구팀은 △아빠 없는 생쥐(Nature) △자이모모나스 미생물 유전체 분석(Nature Biotechnology) △한국인 유전체 분석(Nature) △초고해상도 아시아인 유전자 복제수 변이지도(Nature Genetics) △대규모 RNA 자체 서열 변이 발견(Nature Genetics) △프로젝트 그란디오스 만능줄기세포 생성 비밀 규명(Nature a, Nature b, Nature Comm a, Nature Comm b) △최고 완성도의 한국인 표준 유전체(Nature) 등 유전체 연구 분야에서 12편의 논문을 발표하 바 있다.

정윤식 기자  21hero@bosa.co.kr

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