△ 혈액을 이용한 암진단법이 잇따라 개발되고 있다.

국내에서 혈액 샘플로 각종 암을 진단할 수 있는 기술을 잇따라 개발했다.

28일 의학계 등에 따르면 국내 연구진들은 혈액으로부터 암 변이 신호(ctDNA)를 정밀하게 잡아내는 액체생검 원천기술, 간암 진단 기술, 삼중음성유방암 재발과 예후 예측 기술 등을 개발했다.

고려대학교 안암병원 신경외과 허준석 교수(유전체 R&D센터장)과 흉부외과 이성호 교수팀은 최근 진씨커 예성혁 대표, 한양대 의대 허준호 교수, 서울특별시 보라매병원 김진수 교수, 서울성모병원 김명신·김용구 교수, 서울아산병원 김송철 교수와 함께 혈액 속 극소량의 암 변이 신호(ctDNA)를 정밀하게 잡아내는 액체생검 원천기술 'MUTE-Seq'을 개발했다.

연구팀이 개발한 방식 'MUTE-Seq'은 전처리 과정에서 단일 염기의 불일치도 구별하는 높은 정밀도의 유전자가위‘FnCas9-AF2’를 처리해 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 신호의 검출율이 훨씬 높고 정확하다.

이 기술은 초정밀 유전자가위가 주변소음(정상DNA)만을 정확하게 줄여주는 덕분에 스피커의 성능과 상관 없이(모든 종류의 시퀀싱 장비 가능) 적은 출력으로도(낮은 시퀀싱 비용) 우리가 원하는 말소리(ctDNA)만 더 크고 또렷하게 들을 수 있게 해준다.

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%의 민감도와 95%의 특이도를 보였다.

췌장암 환자에서는 민감도 83%, 특이도는 100%를 보였다.

급성골수성백혈병 환자의 치료 후 재발 모니터링 검사에서도 극소량의 암 변이 DNA의 검출이 가능했으며 미세잔존암 여부를 100% 민감도와 100% 특이도로 진단하는데에 성공했다. 

이 결과는 주로 초기 암 (1,2기) 및 미세잔존암 환자를 대상으로 한 결과로 혈액만으로 조기에 암을 진단하거나 CT 등 영상장비보다 빠르게 재발을 확인할 수 있는 높은 가능성을 보여줬다.  

한국생명공학연구원 김대수·한태수 박사팀은 최근 경북대 허근 교수팀과 함께 진행 단계별 간 질환 전주기 동물모델을 만들어 실제 간암 환자의 혈액 샘플과 비교하는 방법으로 간암에서 많이 나타나는 8종의 마이크로RNA를 찾아냈다.

마이크로RNA는 작은 리보핵산(RNA) 분자로, 특정 유전자가 단백질로 번역되는 것을 막아 유전자 발현을 조절하는 역할을 한다.

연구팀이 발견한 8종의 마이크로RNA는 건강한 사람이나 간경변 환자보다 간암 환자의 혈액에서 뚜렷하게 증가한 모습을 보였다.

연구팀은 이어 8종의 엑소좀 마이크로RNA와 기존 알파태아단백(AFP) 수치를 함께 인공지능(AI)에 학습시켜 '다중 바이오마커(체내 변화를 알 수 있는 지표) 기반 진단모델'을 개발했다.

현재 널리 사용되는 혈액검사지표인 AFP는 간암뿐만 아니라 간경변 등 다른 간질환에서도 수치가 높게 나타날 수 있어 '위양성'(false positive·가짜 양성)이 발생할 우려가 있다.

실험 결과 간경변 환자와 초기 간암 환자를 95∼100%의 정확도로 구분하는 데 성공했다.

연구팀은 소량의 혈액만으로도 초기 간암 여부를 판단할 수 있어 간암 조기 검진에 기여할 것으로 기대했다.

한국기초과학지원연구원 정영호·현주용 박사팀은 최근 유방암 환자의 혈액에서 추출한 '종양 유래 엑소좀'(tumor-derived extracellular vesicles·종양 유래 세포 외 소포) 단백질을 머신러닝 기반 알고리즘으로 분석해 'ECM1', 'MBL2', 'BTD', 'RAB5C' 등 4종의 단백질을 삼중음성유방암 재발과 예후 예측을 위한 강력한 바이오마커(체내 변화를 알아낼 수 있는 지표) 후보로 제안했다.

삼중음성유방암(Triple-negative breast cancer, TNBC)은 여성호르몬 수용체인 에스트로겐 수용체, 남성 호르몬 수용체인 프로게스테론 수용체, 인간 표피 성장 수용체 2(HER2)가 모두 없는 유방암으로, 표적 항암제가 작용하는 3가지 수용체가 모두 없어 다른 유방암보다 치료가 더 어렵다.

연구팀이 제안한 4종의 단백질은 실제 삼중음성유방암 진단에서 'AUC'(Area Under the Curve·진단 모델의 성능평가 지표로 1에 가까울수록 성능이 뛰어남)가 0.986으로 높은 진단 성능을 보였으며, 90%의 민감도(양성을 양성이라고 할 확률)와 95%의 특이도(음성을 음성이라고 할 확률)를 나타냈다.

연구팀은 이번 연구를 통해 개발한 종양 유래 엑소좀 기반 진단법은 비침습적이면서도 신뢰성이 높아 암 진단·모니터링 도구로 활용할 수 있을 것이라고 기대했다.

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