위암 환자에서 면역항암제 반응 예측 가능해진다

의대 정재호 교수(외과학)

의대 정재호 교수(외과학)는 미국 메이요 클리닉(Mayo clinic), 텍사스대학교 사우스웨스턴 메디컬센터(The University of Texas Southwestern Medical Center at Dallas)와의 공동연구를 통해 위암 환자에서 항암제인 면역관문억제제 반응을 예측할 수 있는 생체 지표인 유전자 시그니처를 규명했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications, IF 14.919)’ 최신 호에 게재됐다.

위암은 약물치료 과정에서 면역관문억제제를 투여한다. 하지만 환자마다 제각기 다르게 나타나는 반응을 예측할 수 없어 치료가 어려웠다.

면역관문억제제는 환자의 자가면역체계를 활성화해 체내 면역 세포가 암세포의 성장을 저지하게 한다.

연구팀은 미국 암 빅데이터 플랫폼인 암 유전체 지도(The Cancer Genome Atlas, TCGA)가 발표한 19개 암종 환자 6,681명의 체세포 돌연변이 데이터를 기계학습 알고리즘 엔트리패스(NTriPath)에 입력해 위암에서만 보이는 암세포 활성 경로를 분석했다.

엔트리패스는 대규모 유전자를 체계적으로 분석해 돌연변이 유전자와 다른 유전자간 상호작용을 확인하는 프로그램이다. 

분석 결과, 암세포 증식, 세포사멸, 손상된 DNA 복구, 중간엽 기원 세포 경로 등에 영향을 미치는 유전자인 TP53, BRCA1, MSH6, PARP1 등 32개의 유전자 시그니처가 면역관문억제제 반응성과 상관관계가 있다는 것을 발견했다.

연구팀은 분석 결과를 다른 위암 환자에도 보편적으로 적용할 수 있는지 확인하기 위해 세브란스병원에서 위암 수술을 받은 환자 567명의 유전자 분석 자료에 적용했다.

그 결과 암세포 활성 경로가 각각 다르게 활성화되며 면역관문억제제에 서로 다른 반응성을 보이는 두 그룹으로 나뉘었다.

한 샘플 그룹에서는 손상된 DNA를 복구하는 세포 경로와 암세포 증식 억제 및 사멸 관련 경로가 활성화돼 면역관문억제제에 따른 치료 예후가 좋은 것으로 확인됐다.

반면, 다른 샘플 그룹에서는 면역관문억제제에 저항성을 보였는데, 이 경우 암세포가 증식할 수 있는 환경인 종양미세환경을 유발하는 중간엽 기원 세포 경로가 활성화됐다.

따라서, 손상된 DNA를 복구하는 세포 경로, 암세포 증식 억제 및 사멸 관련 경로 활성화는 면역관문억제제에 좋은 반응성을 보이는 유전자 시그니처로, 중간엽 기원 세포 경로 활성화는 저항성을 보이는 유전자 시그니처로 확인됐다.

한편, 이번 연구는 보건복지부 글로벌 맞춤 의료 시스템 개발 사업의 지원을 받아 수행됐다.