(사진제공=보건복지부)

국내 연구팀이 ‘종양 스페로이드’를 활용한 암 환자의 맞춤형 표적치료법을 제시했다. 연구는 보건복지부 지원 수행 과제로, 이로 인해 맞춤형 암 표적치료를 할 수 있는 혁신의 길이 열렸다.

이달 9일, 정부는 삼성서울병원 선도형난치암연구사업단 남도현 교수팀이 ‘종양 스페로이드’의 유전체-약물 반응성에 기반한 임상반응 예측 알고리즘을 통해 이 같은 표적치료법을 제시했다고 밝혔다. 종양 스페로이드는 3차원으로 배양된 세포의 집합체를 의미한다.

해당 연구는 보건복지부 선도형특성화연구사업의 지원을 받아 수행되었다. 연구 성과는 저명한 국제적 학술지인 네이처 ‘제네틱스(Nature Genetics)’ 온라인판에 지난 달 27일자로 게재되었다.

특히 학술지의 ‘뉴스 앤 뷰즈(News & Views)’에 소개되어 연구의 학술적 가치와 혁신적인 기술성을 인정받았다. 기존의 암세포 약물 선별(스크리닝) 방법에 견주어 실시간 약물반응 결과를 쉽게 도출한다는 점에서, 임상 적용성이 높고 대규모 데이터 축적이 용이하다는 측면이 크게 주목받았다.

보통 항암치료의 결과는 종양의 유전체와 분자적 배경에 따라 각 환자마다 다르게 나타난다. 따라서 치료 성공률과 완성도를 높이기 위해서는 환자 유래 암세포나 줄기세포를 배양하여 약물반응을 사전에 선별하고, 환자 체질에 적합한 치료제를 사용하는 것이 관건이다.

기존의 암세포 약물 스크리닝 방법인 ‘세포주 모델’은 사용이 간편하고 빠르지만, 환자 종양의 분자적 특성을 온전히 보존하지 못했다. 

또한, 줄기세포를 3차원적으로 배양하거나 재조합해 만든 미니 장기 ‘오가노이드 모델’은 환자 종양과 유사성은 높으나, 실시간 약물 반응을 예측하기 어려워 임상에 도입하기 어려웠다.

이에 따라 남도현 교수팀은 기존 모델의 단점을 보완하면서 신속하고 완전하게 약물 반응을 선별하기 위해 종양 스페로이드 활용 치료법을 제시했다. 이를 위하여 총 14종의 암종에서 462건의 종양 스페로이드를 수집하여 각 스페로이드마다 60종의 표적항암제 반응성을 분석하였다.

그 결과, 혈액암에 주로 사용되는 치료제 ‘이브루티닙(Ibrutinib)’이 상피세포 성장 인자 수용체인 ‘EGFR 유전자 억제제’와 유사한 약물 반응성을 보였다. EGFR 유전자 변이가 있는 암 환자에게도 이브루티닙을 이용한 치료 가능성이 드러난 것이다.

더불어, ‘NRG1(Neuregulin1)’ 유전자 발현을 억제하여 EGFR 유전자 억제제의 치료 효과를 개선할 수 있음을 검증하고, EGFR 표적치료에 효과가 없는 환자를 위한 병용치료 전략을 제시하였다. 

정부는 “해당 연구를 통해 환자 유래 종양 스페로이드의 약물 반응과 환자의 임상 반응이 일치하는 치료제를 사전에 규명함으로써 암 치료제의 임상 유용성을 확보할 수 있을 것”이라고 전하였다.

이미 종양 스페로이드에 반응성이 높은 약물이 환자에 대한 치료반응효과가 유의미하게 높다는 사실이 4종의 암종과 31명의 환자에서 검증된 바 있다. 이에 대하여 정부는 “앞으로 연구가 지속될수록 정밀의료의 패러다임을 변화시킬 수 있을 것으로 전망된다”고 밝혔다.

연구팀의 남도현 단장은 해당 연구에 대하여 “많은 연구진의 참여로 진행된 대규모 종양 스페로이드의 유전체-약물반응 분석을 통해 치료적중률을 높임으로써 암 환자의 생존기간과 삶의 질을 향상시킬 수 있는 중요한 단초가 될 수 있을 것”이라고 전하였다.