코언 美존스홉킨스대 연구팀 발표

암 변이 유전자-단백질 정보 찾아 알고리즘 결합해 암 추적 기술 완성

머신러닝 접목해 암 발생 부위 파악

(사진은 기사내용과 관련없음) 동아일보DB

암을 간편하고 정확하게 조기 검진하기 위한 ‘액체생검’ 기술 개발 경쟁이 치열하다. 액체생검은 혈액 안을 극히 희박하게 떠돌아다니는 암 유전자(순환 종양 유전자)와 단백질을 정밀하게 탐지해 암을 판정하는 기술이다.

미국국립보건원(NIH) 국립암연구소가 세운 2019년 연구 목표 중 조기 검진 분야 1순위로 꼽힐 정도로 의학계와 생명과학계의 주목을 받고 있다. 최근 미국이 단 한 번의 혈액 검사로 8개 암을 조기 검진할 수 있는 기술을 개발해 임상시험까지 마친 가운데, 한국 역시 올해 관련 임상시험을 준비하는 등 연구에 박차를 가하고 있다.

조슈아 코언 미국 존스홉킨스대 의대 연구원 팀은 세계 최고 효율의 암 검진 액체생검 기술을 개발하고 이를 실제 암 환자 1000여 명을 대상으로 임상시험을 해 그 결과를 학술지 사이언스 1월 19일자에 발표했다.

코언 연구원 팀은 존스홉킨스 루드위그 암센터에서 30년 동안 축적한 데이터를 바탕으로 암과 관련이 높은 유전자와 단백질 후보를 찾았다. 먼저 40종의 암 유래 단백질과 수백 종의 암 변이 유전자를 후보로 정한 뒤, 실험을 반복해 이 가운데 암을 예측하는 데 도움이 되지 않는 후보들을 제외해 나갔다. 이를 통해 최종적으로 암 발병 여부를 확실히 알려줄 수 있는 핵심적인 암 변이 유전자 16개와 암 단백질 8개를 찾아 ‘암 추적 마커’로 결정할 수 있었다.

연구팀은 이렇게 발견한 암 추적 마커에 컴퓨터 알고리즘을 결합해 암을 조기 검진하는 기술을 개발해 냈다. 일명 캔서시크(CancerSEEK·암추적) 기술이다. 크리스티안 토마세티 존스홉킨스대 의대 종양생물통계학과 교수는 “유전자와 단백질 정보를 결합해 정확하게 암을 판정하는 알고리즘을 접목했다”며 “머신러닝 기술을 이용해 환자의 83%에서 암이 발생한 부위까지 좁히는 데에도 성공했다”고 밝혔다.

연구팀은 캔서시크를 난소암과 간암, 위암, 췌장암, 식도암, 대장암, 폐암, 유방암 등 8개 암의 1∼3기 환자 1005명을 대상으로 임상시험을 했다. 조기 암 환자를 대상으로 한 대규모 액체생검 임상시험은 이번이 처음이다. 조기일수록 암 유전자가 희박하기 때문에 검출은 더 어렵다. 임상시험 결과, 연구팀은 암을 조기 검진하기 위한 선별검사 기술이 아직 개발되지 않은 난소암과 간암, 위암, 췌장암, 식도암 등 5개 암에서 70% 이상의 정확도로 암을 검출하는 데 성공했다. 특히 난소암과 간암은 약 98%의 높은 정확도로 암을 찾아냈다.

연구팀은 건강한 사람 812명을 대상으로도 검진을 실시해 혹시 정상인을 암 환자로 오진하는지도 확인했다. 그 결과 오진이 단 7건에 불과했다. 이는 전체의 1% 미만이다. 코언 연구원은 “환자가 아닌데 환자로 잘못 진단하는 사례를 최소화해야 선별검사로서 활용할 수 있다”며 “오진을 최소화하기 위해 노력했다”고 밝혔다.

한국에서도 최초의 액체생검 임상시험이 올해 진행될 예정이다. 테라젠이텍스는 차세대 유전체 해독 기술을 기반으로 사람의 혈액에 떠돌아다니는 순환 종양 DNA를 검출하는 ‘온코체이서’ 기술을 개발해 조기 암 환자를 대상으로 한 임상시험을 계획하고 있다. 1만 개의 정상 유전자 속에서 1개의 암 유전자를 검출할 정도로 정밀도가 높은 편이다. 또 9개 유전자를 이용해 폐암, 대장암, 위암, 피부암 등 10개 암을 검진할 수 있다. 김태형 테라젠이텍스 바이오연구소 이사는 “말기 암 환자를 대상으로 한 임상시험에서 95% 이상의 정확도를 보였다”며 “궁극적으로는 1기 이전의 고위험군 환자를 대상으로 조기 검진하는 기술을 개발하는 게 목표”라고 말했다.

윤신영 동아사이언스