뇌종양, 시공간적 유전체 분석으로
정밀의료 실현에 다가서다

- 시공간적 유전체 분석 및 약물스크리닝 적용, 맞춤치료의 임상 효과성 입증 -
- 복지부 지원으로 연구 수행, 세계 최고 권위 학술지‘네이처 제네틱스’게재 -

□ 보건복지부(장관 정진엽)는 국내 연구진이 뇌종양 유전체의 시공간적 구조 분석을 통해 최적의 표적치료 전략을 제시한 연구결과가 세계 최고 학술지 중 하나인 ‘네이처 제네틱스 (Nature Genetics)’에 게재될 예정(17.4.1)이라고 밝혔다.

○ 이번 연구는 보건복지부(선도형 특성화연구사업)의 지원을 받아 삼성서울병원 난치암연구사업단 남도현 교수팀이 미국 콜롬비아대학 라울 라바단 교수팀과의 협력하여,

- 의료영상 및 유전체 등 다차원의 데이터를 융합한 시공간적 진화 모델 구축 및 첨단 수학적 모델링 기법을 적용한 맞춤치료 전략을 실제 환자에게 검증하여 얻은 성과이다.

※ 게재 논문 정보

- 저널명 : Nature Genetics (IF 31.616)
- 논문명 : Spatiotemporal genomic architecture informs precision oncology in glioblastoma
- 저자정보 : (제1저자) 이진구, 사경하(삼성서울병원),
Jiguang Wang, Erik Ladewig(미국 콜롬비아대학)
(교신저자) 남도현, 박웅양(삼성서울병원), Raul Rabadan(미국 콜롬비아대학)

○ 이번 연구는 뇌종양 환자에게 최적의 표적 치료법을 결정할 수 있는 전략을 제시함으로써 암정밀의료의 실현을 앞당길 수 있는 성과로 평가받고 있다.

- 남도현 교수팀은 이번 성과 이외에도 2015년 뇌종양의 재발위치에 따른 시간적 유전체 진화 패턴의 규명 (Cancer Cell, IF 23.214), 2016년 한국, 미국, 일본, 이탈리아 등 전 세계적으로 대규모 환자군의 유전체 분석을 통해 항암치료에 의한 종양의 진화 패턴을 규명(Nature Genetics, IF 31.616)하는 등 뇌종양의 정밀의료 실현을 위한 연구를 수행해 오고 있다.

□ 이번 연구는 뇌종양 중 치료가 힘든 악성뇌종양인 교모세포종의 치료법 개발을 위해 종양 내 다부위 검체 및 원발암-재발암 짝 종양의 유전체 다차원 데이터를 융합 분석하여 종양의 시공간적 진화 패턴을 규명한 것이다.

○ 국내 52명의 교모세포종 환자로부터 127건의 다부위 및 원발암-재발암 짝 유전체 구조 및 약물반응성을 분석한 결과, 서로 근접한 부위에서 채취한 조직들 또는 원발암과 근거리에서 재발한 종양의 경우 매우 유사한 유전체 발현 및 변이 양상을 보이지만 서로 떨어져 있는 종양으로부터 획득하거나 원발암과 원거리에서 재발한 종양의 경우 상대적으로 상이한 유전체 발현 및 변이 양상이 나타나는 것을 발견하였다.

○ 이를 통해 의료영상 및 유전체 등을 융합한 데이터 기반의 첨단 수학적 모델링 기법을 활용하여 종양의 시공간적 유전체 진화 모델을 체계화한 것이다.

□ 또한 PIK3CA 유전자의 돌연변이가 공간적으로 멀리 떨어져 있는 두 종양의 발생에 공통적으로 관련이 있음을 규명하고, 이를 표적으로 하는 PI3K 억제 약물의 임상 적용 가능성을 환자의 세포에서 확인하였다.

○ 이는 종양 발생 및 진화 초기와 관련되어 있는 원인 유전체 변이를 선별하여 이를 타겟으로 하는 표적 치료를 실제 환자에게 적용함으로써 정밀의료 실현 기반을 마련한 것으로 평가받고 있다.

* PIK3CA 유전자 : PI3K 신호 경로 유전자로써 돌연변이 발생 시 종양 발생에 주요 역할을 하는 유전자
* PI3K : 많은 고형암에서 활성화 되어 있는 신호 경로이며, 암의 생존, 성장, 전이 및 항암제 내성에 중요함

□ 난치암연구사업단의 남도현 교수는 “세계 최고 권위의 학술지에 게재함으로써 국제적으로 인정받은 그 동안의 성과를 개인 유전체 정보 기반 정밀의료에 적용함으로써 난치암 환자의 치료에 기여할 수 있기를 소망한다.”고 밝혔다.

□ 복지부 관계자는 “이번 연구는 맞춤·정밀의료의 실현 가능성이 높은 암 질환에 적용될 대표적인 성과로, 이러한 원천기술들이 지속적으로 발굴되고, 실제 임상에 적용될 수 있도록 R&D 지원에 힘쓸 계획”이라고 밝혔다.

[보건복지부 2017-03-07]