차세대 게놈서열을 이용한 대규모 폐 선암 유전체 분석으로 원인유전자 변이가 규명됐다. 또 흡연이 폐암 발생에 미치는 광범위한 유전적 영향을 확인함으로써 폐암 맞춤치료의 필수 기술인 RNA 전사체 분석 기술의 실용화를 맞게 됐다. 

이 같은 사실은 서울대학교 의과대학 유전체의학연구소 소장 서정선 교수(사진 왼쪽), 서울대학교병원 흉부외과 김영태 교수(가운데), 가톨릭의대 서울성모병원 종양내과 강진형 교수(오른쪽) 공동 연구팀에 의해 밝혀졌다.

연구팀은 19일 200례의 폐 선암 환자의 암조직에서 유전자 분석을 통해 폐암의 원인이 될 수 있는 모든 종류의 유전적 변이를 찾아냈으며, 성장관련 효소와 융합이 된 새로운 원인 융합유전자 4종도 발굴했다고 발표했다.

또 연구팀은 흡연이 매우 직접적이고 광범위하게 암 관련 유전자들의 활성화를 일으킨다고 소개했다.

이번 논문은 유전체학 분야의 세계적인 학술지인 게놈 리서치(Genome Research) 온라인판에 9월 14일자(한국시간)로 게재됐다.

게재된 논문명은 'The transcriptional landscape and mutational profile of lung adenocarcinoma'로, 이번 연구에는 마크로젠(대표이사 김형태)이 핵심적인 유전체 분석기술을 제공해 공동 참여했다.

연구팀은 한국인 200명의 폐 선암 조직 중 특히 유전자 변이 정보가 없는 87례에서 RNA 전사체 분석을 집중 시행해 새로운 암유전자 돌연변이와 융합유전자 변이를 찾아냈다.

최근 폐암의 새로운 원인 유전자변이로 각광받고 있는 융합유전자 변이는 전체 200례에서 총 43종이 발견됐다.

특히, 성장과 관련이 있는 융합유전자 중에는 연구팀이 지난해 세계 최초로 찾아낸 KIF5B-RET를 비롯한 8종의 인산화 효소 융합유전자들을 발굴했다.

그 중 4종의 융합유전자는 이번 연구를 통해 세계 최초로 발굴된 것으로 새로운 진단법과 표적치료제의 개발이 기대되고 있다.

이외에도 연구팀은 총 3명(1.5%)에서 암유전자 MET의 엑손조합변이를 추가로 발굴함으로써 이들 환자군에서도 실제적으로 맞춤진단과 치료가 필요하다는 점을 강조했다.

연구팀은 흡연에 대해 대규모 RNA 전사체 분석을 시도, 흡연이 엄청난 유전자 변이를 일으킨다는 사실을 알아냈다.

폐 선암 환자 중 흡연자는 비흡연자에 비해 다양한 성장관련 유전자들이 통제되지 않는 패턴으로 점돌연변이를 보인다는 것을 보고했다.

이는 흡연으로 발생한 암은 비흡연자의 암보다 암세포의 생물학적 특성이 복잡하기 때문에 전사체 분석 등을 통한 보다 세심한 전략적 표적치료법을 선택하는 것이 중요하다고 연구팀이 전했다. 

본 연구는 아시아인을 대상으로 수행된 폐 선암의 첫 번째 대규모 유전체 연구라는 점에 큰 의미가 있다.

특히, 암유전체 연구가 암세포의 모든 유전자 변이를 알아내 암 맞춤 진단과 치료에 사용할 수 있는 확실하고도 효율적인 방법임을 이번 연구를 통해 보여줬다.

연구에서는 폐 선암 유발 3대 원인 유전자의 하나로 밝혀진 EGFR 돌연변이가 60%까지 차지하는 것을 보인 점도 정확한 유전자 분석이 앞으로 맞춤치료 시대에 필수 요건이 됨을 보여주고 있다.

개인별 맞춤 암 치료 시대에서는 유전자 변이에 따라 사용해야 하는 맞춤 항암제가 다르기 때문에 유전체 분석을 통한 원인 유전자의 발굴이 특별히 중요한 의미를 갖는다.

2008년 세계보건기구 기준, 연간 전 세계 폐암 발병자는 약 161만 명으로 이 중 약 86%에 해당하는 약 138만 명이 사망하고 있다.

폐 선암은 폐암의 가장 흔한 조직형으로 전체 폐암의 약 40%를 차지하고 있고, 또 폐 선암을 유발하는 3대 원인 유전자로 EGFR, KRAS 및 EML4-ALK 돌연변이가 잘 알려져 있으며, 폐 선암 발병자 중 약 60% 가량의 원인이 이들 돌연변이로 설명된다.

하지만 약 40%의 폐 선암에서는 원인 유전자 돌연변이가 발견되지 않아 현재까지는 원인 유전자에 따른 치료제 선택 없이 경험적 치료에만 의존해왔다.

이번 연구를 통해 새로운 폐 선암 유발 후보 유전자 변이가 추가적으로 발굴됨에 따라 지금까지 원인을 알 수 없었던 폐 선암에 대한 정확한 진단뿐만 아니라 향후 원인 유전자를 제어할 수 있는 표적치료제 개발 등으로 이어질 것으로 기대된다는 게 연구팀의 설명이다.

서정선 서울대 의대 유전체의학연구소 소장은 "폐암을 비롯한 모든 종류의 암은 후천적으로 얻게 된 유전체의 다양한 변이로부터 발생하므로 개인 맞춤형 암 치료 방법의 선택이 무엇보다 중요하다"면서 "이를 위해 차세대 게놈 서열 분석법을 이용한 개인별 암유발 원인유전자 변이의 발굴이 그만큼 큰 가치를 지닌다."고 강조했다.

연구를 수행한 서울의대-서울대학교병원-가톨릭의대 연구팀과 마크로젠은 지난해 12월 폐 선암을 유발하는 새로운 융합유전자 KIF5B-RET을 세계 최초로 규명한 데 이어 이번 연구성과 또한 ‘게놈 리서치’에 발표하는 쾌거를 달성하는 등 암 유전체 연구 분야에서 세계적으로 중요한 업적을 지속적으로 축적해 나가고 있다.