"이 항암제, 내 몸에 잘 맞을까"…투약 전 치료 반응 예측한다[과학을읽다]

GIST, 암세포 개별 분석으로 면역항암제 효과 정밀 진단
종양 속 세포별 유전 오류 분석해 면역 반응 예측…'평균값' 기반 기존 검사 한계 극복

광주과학기술원(GIST)이 암세포를 세포 단위로 분석해 면역항암 치료 효과를 정밀하게 예측할 수 있는 기술을 개발했다. 환자별 종양 특성을 반영해 치료 성공 가능성을 미리 가늠할 수 있게 되면서 맞춤형 항암 치료의 정확도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

GIST는 박지환 생명과학과 교수 연구팀이 단일세포 수준에서 면역항암 치료 반응을 분석하는 기술인 'scMnT'를 개발했다고 6일 밝혔다.

면역 항암 치료 반응을 예측하는 바이오마커인 MSI에 대한 개념도. 현재 면역항암 치료는 MSI 유무만으로 치료 가능성을 판단하지만, 이번 연구는 종양 내부 세포마다 MSI 정도가 다르다는 점에 주목해 이를 '강도' 개념으로 정량 분석하는 새로운 접근법을 제시했다. 연구팀 제공

면역항암 치료는 환자의 면역세포가 암세포를 공격하도록 유도하는 방식이다. 하지만 같은 암종이라도 환자마다 치료 반응 차이가 크고, 일부 환자에게서는 효과가 거의 나타나지 않는 문제가 있었다.

연구팀은 이러한 차이가 암세포 내부의 유전적 특징과 관련 있다고 봤다. 특히 DNA 반복 구간에서 복제 오류가 누적되는 '미세부수체 불안정성(MSI)'에 주목했다. 일반적으로 MSI가 높은 암세포는 비정상 단백질을 많이 만들어 면역세포가 더 쉽게 인식하기 때문에 면역항암제 반응성이 높은 것으로 알려져 있다.

기존 검사는 종양 전체를 한꺼번에 분석하는 '벌크(Bulk) 분석' 방식이어서 종양 내부 세포 간 차이를 세밀하게 반영하지 못했다. 평균값 중심 분석이다 보니 실제 치료 반응이 낮은 세포 영역까지 놓칠 수 있다는 한계가 있었다.

연구팀이 개발한 scMnT는 종양 속 수만 개 세포를 각각 분석해 세포별 MSI 강도를 정량적으로 측정하는 기술이다. MSI를 단순히 '양성·음성'으로 나누는 것이 아니라, 세포마다 얼마나 강하게 나타나는지를 수치화한 것이 특징이다.

연구팀은 이를 실제 대장암 환자 데이터에 적용한 결과 동일한 종양 안에서도 MSI 수치가 높은 세포와 낮은 세포가 혼재하는 '종양 내 이질성'을 확인했다.

특히 MSI 강도가 높은 영역에는 면역세포인 T림프구가 집중돼 암세포 공격이 활발하게 나타났지만, MSI가 낮은 영역은 면역 반응이 상대적으로 둔한 것으로 분석됐다. 종양 내부의 미세한 차이가 실제 치료 효과 차이로 이어질 수 있다는 의미다.

연구팀은 MSI 강도가 높은 종양일수록 면역항암 치료 반응도 전반적으로 더 좋은 경향을 보였다고 설명했다. 이에 따라 scMnT 기술이 환자별 치료 전략 수립과 면역항암제 반응 예측에 활용될 수 있을 것으로 기대했다.

박지환 교수는 "이번 연구는 MSI를 단순한 이분법적 지표가 아닌 정량적 지표로 이해할 수 있는 기반을 마련했다"며 "향후 암 환자의 맞춤형 치료 전략 수립과 면역항암 치료 성공률 향상에 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단(NRF) 중견연구지원사업, 중소벤처기업부·중소기업기술정보진흥원(TIPA) 지원 등을 받아 수행됐다. 연구 결과는 국제학술지 Briefings in Bioinformatics에 지난달 14일 온라인 게재됐다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr