국립암센터(원장 양한광) 한지연(치료내성연구과)‧김선신·박찬이(표적치료연구과) 박사 연구팀은 8일 난치성 폐암 환자 유래 암세포를 활용해 유전체 변화와 약물 반응성을 추적 분석하고, 이를 토대로 치료 내성을 극복할 수 있는 환자 맞춤형 치료 전략을 제시했다.

▲ (사진 왼쪽부터) 한지연(치료내성연구과)‧김선신·박찬이 박사(표적치료연구과)

지난해 기준 폐암은 우리나라에서 암 사망 원인 1위를 차지하는 주요 질환이다. 특히 동아시아를 포함한 우리나라에서는 상피세포성장인자 수용체(EGFR, Epidermal Growth Factor Receptor) 돌연변이 빈도가 높아, 이를 표적으로 한 타이로신 키나아제 억제제(TKI, Tyrosine Kinase Inhibitor) 치료가 활발히 사용되고 있다.

초기 치료 반응률은 높지만, 대부분의 환자에서 치료 시작 후 1~2년 내 약물 내성이 발생해 새로운 맞춤형 치료 전략 개발이 필요하다.

연구팀은 난치성 폐암 환자 34명으로부터 치료 과정 중 폐암의 재발시점마다 채취한 총 73개의 종양 샘플을 확보해, 종양의 유전적 변화를 시간 흐름에 따라 추적 분석했다. 이를 위해 연구진이 운영하고 있는 약물 반응성 예측용 ‘약물 유전체 플랫폼’을 활용했다.

연구진은 EGFR과 TP53 돌연변이를 중심으로 종양의 진화 유형을 분류하고, 유형별로 치료 저항성 기전과 효과적인 약물 조합이 달라짐을 규명했다. 특히 EGFR 변이가 소실되면서 내성이 발생한 환자군에서는 EMT(상피-중간엽 전이) 활성화로 기존 타이로신 키나아제 억제제(TKI)에 대한 저항성이 나타남을 확인했다.

이어 단일세포 전사체 분석을 통해 두 가지 저항성 세포 유형을 명확히 구분했으며, 그 중 치료와 무관하게 잔존하는 세포군을 재발 위험 인자로 확인하고, 폐암 전이 및 예후 악화를 예측할 수 있는 바이오마커로 활용 가능함을 제시했다.

연구진의 폐암 환자 세포를 활용한 약물 유전체 플랫폼은 실제 환자의 종양 반응과 높은 유사성을 보여, 향후 이를 기반으로 한 빅데이터 모델을 개발해 맞춤형 치료 전략을 고도화할 계획이다.

이번 연구는 국립암센터 공익적 암 연구사업과 한국연구재단 중견연구자 사업의 지원으로 수행됐으며, 세계적 생명과학 저널이자 생화학분자생물학회 공식 학술지인 Experimental & Molecular Medicine(IF 12.9)에 최근 게재됐다.