뉴스포럼
커뮤니티뉴스포럼

제목 [뉴스포럼 5호] Focus on
작성자 관리자 작성일 2019-03-05 11:12:20 조회수 271
첨부파일
혈액 기반 종양 검사 (Blood-based Cancer Diagnostic Test)
: 임상적 활용을 위한 고려 사항  
이경아 (연세의대 진단검사의학과)

종양은 병의 진행 또는 치료 과정 중 여러 개의 서브 클론이 경쟁하다가 선택압에 의해 복제 및 전파 능력이 우세한 클론이 강화되면서 클론성 유전학적 특징을 갖게 된다. 현재 고형 종양의 분자유전학적 프로파일은 수술 또는 생검 조직 샘플을 통하여 분석하는 것이 통상적이다. 그러나 조직 기반의 분석은 종양 이질성으로 인하여 대표성 있는 결과를 얻지 못하는 경우가 있을 수 있고 임상적인 상황에 따라 반복적인 채취가 불가능하다는 제한점이 있다. 흔히 액체생검이라 불리는 혈액 기반 종양 검사는 종양 기원의 순환성 세포 유리 DNA (ctDNA), 순환성 종양 세포 (CTC), 엑소좀, 순환성 세포 유리 RNA 등 혈액 내 다양한 성분 분석을 포함하며 종양 조직 자체 또는 종양 미세환경의 특성을 반영하므로 진단, 치료제 선택, 예후 예측, 모니터링 등에 활용이 가능하다.

대표적인 혈액 기반 종양 검사인 ctDNA 분석은 약물 내성의 출현을 평가할 수 있을 뿐만 아니라 돌연변이 대립유전자 빈도 정보를 통하여 치료 반응을 모니터링하고, 잔여 종양을 평가하는데 활용 가능하다. ctDNA 분석은 혈장 검체를 활용하지만 그 외에 소변, 타액, 흉막 삼출액 및 뇌척수액과 같은 체액에서도 종양 유래 유전 정보를 확인할 수 있다. 최근 동반 진단 제품으로 허가된 폐암에서의 혈장 EGFR 돌연변이 검사와 같이 이미 ctDNA 검사는 통상 진료 영역에서 사용되고 있다. 그러나 ctDNA는 조혈 세포 등 비종양성 세포 유리 핵산에 의해 희석되어 종양 유래 핵산은 매우 소량만 존재하며 반감기가 짧기 때문에 채혈량, 채혈튜브, 검체 처리 방법, 보관 상태 등 다양한 요인에 의해 검사 결과의 민감도가 달라질 수 있다. 그러므로 임상적 유용성을 뒷받침할 수 있는 최대의 분석적 성능을 유지하기 위해서는 각 임상검사실에서 분석 단계뿐 아니라 분석 전 변수 및 생물정보학적 문제 등에 대하여 고려하고 일상적으로 관리할 필요가 있다. 이에 따라 임상검사실에서 ctDNA를 분석할 때 참고로 할 수 있는 표준화된 가이드라인의 필요성이 증가하게 되었다. 유럽의 경우 European Committee for Standardization에서 ctDNA용 분석 전 단계 술기에 대한 가이드라인을 발표한 바 있다.[1] 국내에서도 분석법, 검사 수행 주기, 타 검사실 위탁 여부 등 각 기관의 현황을 고려한 가이드라인 마련이 필요할 것으로 생각된다.

위와 같이 분석 전 단계에 대한 체계적 관리와 함께 ctDNA 검출의 민감도를 향상시키기 위하여 다양한 방법이 시도되고 있다. 혈장에는 다양한 비종양 세포 유래의 핵산이 포함되어 있기 때문에 종양에서 기원한 핵산을 농축시킬 수 있는 방법이 연구되고 있다. 예를 들어 정상 세포로부터 유래된 유리 핵산의 길이는 166 bp 정도인데 종양으로 유래된 ctDNA의 길이가 좀 더 짧은 것에 착안하여 ctDNA를 비종양 세포 유래 핵산과 구분하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 반면 일부 암종에서는 두 개의 뉴클레오좀을 감싸고 있는 핵산 절편이 좀 더 흔하게 관찰되는 경우도 있는데 이 경우는 ctDNA가 비종양 세포 유래 핵산에 비하여 길이가 두 배 정도 길다. 그 원인에 대해서 연구가 진행 중이긴 하지만 이렇게 유리 핵산의 길이가 다양한 것은 서로 다른 조직 기원일 경우 나타나는 현상으로 이해되고 있어 앞으로 핵산 절편의 길이는 유리 핵산의 기원을 구별하는데 잠재적인 지표가 될 수 있을 것으로 기대되고 있다. ctDNA의 분석의 민감도를 향상시키고자 하는 또다른 방법으로 특히 NGS 등의 기법을 사용하는 경우 분자 바코드를 사용하는 방법이 있다. 분자 바코드를 통하여 생물정보학적 분석 단계에서 동일한 핵산 절편으로부터 유래한 염기서열을 정렬함으로써 분석 자체에 의한 오류를 배제하는 방법이다.

혈액 기반 종양 검사의 임상 적용을 위해 가장 중요한 요소 중 하나인 분석적 민감도를 향상시키기 위하여 위와 같이 많은 기술적 진보가 이루어지고 있지만 이를 임상 검사의 품질로 향상시키기 위해서는 그 외에도 여러 가지 고려해야 할 사항이 있다. 일반적으로 임상 검사실에서 새로운 검사를 도입할 때는 참고치 및 간섭 요인을 고려해야 한다. 최근 혈장의 조직 기원에 대한 맵핑 연구들을[2] 보면 정상인과 암환자에서 혈장 핵산에 기여하는 조직 기원 및 분획이 다른 것을 알 수 있다. 그러나 아직까지 정상인으로부터 암환자를 구분해 내거나 질병 모니터링을 위하여 참고로 사용할 정상인 혈장의 핵산 프로파일 및 생리학적인 변화에 대한 이해는 부족한 실정이다. 또 한 가지는 양성 체세포성 돌연변이에 의한 위양성의 문제이다. 최근 대량의 인구집단 유전자 결과를 분석한 결과 연령이 증가함에 따라 조혈 세포의 클론성 체세포 돌연변이 (Age-Related Clonal Hematopoiesis, ARCH)가 드물지 않게 발견되었는데 이 ARCH 현상이 혈장 ctDNA 검사에서 위양성을 초래할 수 있다. 예를 들어 KRAS 유전자 돌연변이가 낮은 변이 빈도로 발견된 경우 이 현상이 ARCH인지 실제 악성 종양을 시사하는 것인지 단독 검사 결과만으로는 구분하기 어렵다.

혈액에는 다양한 조직 기원의 DNA, mRNA, miRNA, 엑소좀, 단백, 대사물질 등이 존재하므로 종양 환자에서 이들이 어떻게 변화하는지를 단일 마커로 해석하는 데는 한계가 있다. 최근 연구들에서는 이러한 한계점을 극복하고자 다중 마커를 동시에 분석함으로써 검사 성능을 높이고자 시도하고 있다. 예를 들어 혈장 KRAS 돌연변이 검사와 함께 CA19-9, TIMP1, LRG1 등과 같은 단백 마커를 동시 분석하여 절제 가능한 췌장암의 진단율을 향상시켰다는 보고 등이 있다.[3] 혈액 기반 종양 검사의 궁극적인 목표는 암 조기 진단 및 잔여 종양을 민감하게 추적 관찰하여 환자의 질병 경과를 변화시키는 것이다. 그러므로 향후 혈액 기반 종양 검사가 좀 더 임상적으로 유용하게 활용되기 위해서는 혈액 내 존재하는 종양 및 미세환경과 관련한 서로 다른 정보를 다중적으로 분석함으로서 포괄적이고 통합적으로 프로파일링 하는 연구가 필요하다.



[참고문헌]
[1] CEN/TS 2015;16835-3
[2] Proc. Natl Acad Sci USA 2014;111:7361, Sci Rep 2017;7:8421
[3] Proc. Natl Acad Sci USA 2017;114:10202

목록

./board/skin/newsletter/index.php