뇌종양 시공간적 유전체 분석...정밀의료 실현 성큼

• 남도현 교수팀 연구, 세계 최고권위 '네이처 제네틱스' 게제

보건복지부(장관 정진엽)는 국내 연구진이 뇌종양 유전체의 시공간적 구조 분석을 통해 최적의 표적치료 전략을 제시한 연구결과가 세계 최고 학술지 중 하나인 '네이처 제네틱스 (Nature Genetics)'에 4월1일판에 게재될 예정이라고 7일 밝혔다.

이번 연구는 복지부(선도형 특성화연구사업) 지원을 받아 삼성서울병원 난치암연구사업단 남도현 교수팀이 미국 콜롬비아대학 라울 라바단 교수팀의 협력해 추진했다.

의료영상 및 유전체 등 다차원의 데이터를 융합한 시공간적 진화 모델 구축 및 첨단 수학적 모델링 기법을 적용한 맞춤치료 전략을 실제 환자에게 검증해 얻은 성과이다.

복지부에 따르면 이번 연구는 뇌종양 환자에게 최적의 표적 치료법을 결정할 수 있는 전략을 제시함으로써 암정밀의료 실현을 앞당길 수 있는 성과로 평가받고 있다.

남 교수팀은 이번 성과 이외에도 2015년 뇌종양의 재발위치에 따른 시간적 유전체 진화 패턴의 규명(Cancer Cell, IF 23.214), 2016년 한국, 미국, 일본, 이탈리아 등 전 세계적으로 대규모 환자군 유전체 분석을 통해 항암치료에 의한 종양의 진화 패턴을 규명(Nature Genetics, IF 31.616)하는 등 뇌종양의 정밀의료 실현을 위한 연구를 수행해 오고 있다.

이번 연구는 특히 뇌종양 중 치료가 힘든 악성뇌종양인 교모세포종 치료법 개발을 위해 종양 내 다부위 검체 및 원발암-재발암 짝 종양의 유전체 다차원 데이터를 융합 분석해 종양의 시공간적 진화 패턴을 규명했다는 점에서 의미가 크다.

연구팀은 국내 52명의 교모세포종 환자로부터 127건의 다부위 및 원발암-재발암 짝 유전체 구조 및 약물반응성을 분석했다.

그 결과 서로 근접한 부위에서 채취한 조직들 또는 원발암과 근거리에서 재발한 종양의 경우 매우 유사한 유전체 발현 및 변이 양상을 보이지만 서로 떨어져 있는 종양으로부터 획득하거나 원발암과 원거리에서 재발한 종양의 경우 상대적으로 상이한 유전체 발현 및 변이 양상이 나타나는 것으로 나타났다.

이를 통해 의료영상 및 유전체 등을 융합한 데이터 기반의 첨단 수학적 모델링 기법을 활용해 종양의 시공간적 유전체 진화 모델을 체계화한 것이다.

또 PIK3CA 유전자의 돌연변이가 공간적으로 멀리 떨어져 있는 두 종양의 발생에 공통적으로 관련이 있다는 점을 규명하고, 이를 표적으로 하는 PI3K 억제 약물의 임상 적용 가능성을 환자 세포에서 확인했다.

복지부는 이는 종양 발생 및 진화 초기와 관련돼 있는 원인 유전체 변이를 선별해 이를 타겟으로 하는 표적 치료를 실제 환자에게 적용함으로써 정밀의료 실현 기반을 마련한 것으로 평가받고 있다고 설명했다.

남 교수는 "세계 최고 권위의 학술지에 게재함으로써 국제적으로 인정받은 그 동안의 성과를 개인 유전체 정보 기반 정밀의료에 적용 난치암 환자의 치료에 기여할 수 있기를 소망한다"고 말했다.

복지부 관계자는 "이번 연구는 맞춤·정밀의료의 실현 가능성이 높은 암 질환에 적용될 대표적인 성과로 이런 원천기술들이 지속적으로 발굴되고, 실제 임상에 적용될 수 있도록 R&D 지원에 힘쓸 계획"이라고 밝혔다.