이스라엘 혈액 검사, 95% 정확도로 초기 유방암 진단 및 재발 위험도 평가

이스라엘 연구진이 95%의 정확도로 초기 유방암을 진단하고, 기존 기준으로는 저위험군으로 분류되던 환자를 포함해 재발 위험이 높은 환자를 식별할 수 있는 혈액 검사를 개발했다.

바이츠만 과학연구소의 에프라트 셰마(Efrat Shema) 교수와 예루살렘 히브리 대학교의 가이 론(Guy Ron) 교수가 주도한 이 연구는 혈류로 방출되는 후성유전학적 표지자를 활용해 암 관련 세포 패턴을 식별한다.

이번 주 과학 저널 네이처(Nature)에 게재된 이 연구 결과는 유방암을 진단하고 재발 가능성을 평가하는 데 있어 침습성이 덜한 방법을 제시할 수 있을 것으로 보인다.

이 연구는 셰마 교수의 연구실 소속 노아 푸르트(Noa Furth) 박사와 크리스티나 리멘슈나이더(Christina Riemenschneider) 박사가 론 교수의 연구 그룹 소속 이샤이 아리엘리(Yishai Arieli)와 협력하여 수행했다.

푸르트 박사는 “종양 제거 수술이 예정된 환자 12명을 모집했다”고 말했다.

“종양이 제거된 후에는 후성유전학적 표지가 온전하게 유지되는 시간이 매우 짧습니다. 그래서 수술이 시작될 때마다 의사들이 저에게 연락을 주었습니다. 저는 생검 표본을 얼음에 담아 병원에서 연구실로 신속하게 운반했고, 당일 바로 분석을 시작했습니다”라고 그녀는 설명했다.

종양의 후성유전학적 특징을 매핑한 후, 연구진은 혈액 샘플에서 동일한 표지자를 확인하기 시작했다. 연구진은 셰마가 개발한 기술을 활용해, 암세포를 포함한 사멸하는 세포가 혈류로 방출하는 구조물인 뉴클레오솜을 조사했다. 론의 팀은 계산 도구를 적용해 암 및 재발 위험과 관련된 패턴을 식별했다.

“유방암 검진은 생명을 구합니다”라고 셰마는 말했다.

“정기적인 유방촬영술은 이 질환으로 인한 사망 위험을 22% 줄여주지만, 유방 조직이 밀도가 높을수록 종양이 영상에서 ‘숨어’ 있을 가능성이 커집니다”라고 그녀는 말했다.

“우리가 개발한 혈액 검사는 유방 밀도와 관계없이 뛰어난 진단 성능을 보여주었습니다. 다양한 유형의 유방암을 테스트했을 때나, 셰바(Sheba) 및 카플란(Kaplan) 의료 센터의 도움을 받아 혈액 샘플 데이터베이스를 188명의 환자로 확대했을 때도 그 성능은 유지되었습니다”라고 셰마는 설명했다.

연구진은 또한 비침습성으로 분류된 일부 유방 종양 내에서도 뚜렷한 후성유전학적 특징을 지닌 고침습성 세포가 포함되어 있음을 발견했다.

“이러한 차이는 주로 후성유전학적 요인에 기인하는 것으로 보입니다. 실험실에서 비침습성 세포를 이용해 유방암 모델을 배양했을 때, 어느 시점에서 항상 침습성 세포 집단이 나타났기 때문입니다”라고 셰마는 설명했다.

론은 연구팀이 이후 이러한 침습성 세포의 특징을 환자의 혈액에서 검출할 수 있는지, 그리고 이를 재발 가능성 평가에 활용할 수 있는지 조사했다고 말했다.

“혈액 샘플에서 종양 내에서 확인했던 공격적인 세포 집단의 후성유전학적 특징을 찾아본 결과, 이 특징이 더 많이 나타날수록 질병 재발 위험이 더 높은 것으로 나타났습니다”라고 그는 설명했다.

“이 특징과 추가적인 후성유전학적 표지자를 바탕으로, 우리는 추적 관찰 기간 동안 암이 재발한 환자와 재발하지 않은 환자를 81%의 정확도로 구분할 수 있었습니다. 이 검사는 기존 기준에 따라 저위험군으로 분류된 환자들에서도 재발 위험을 식별해 냈습니다”라고 그는 덧붙였다.

셰마는 이번 연구 결과가 암세포가 더 공격적으로 변하고 치료에 저항할 수 있게 하는 데 있어 후성유전학적 변화가 중요한 역할을 한다는 점을 시사한다고 말했다.

“암세포가 후성유전학적 유연성을 이용해 변이하고, 더 공격적으로 변하며, 치료를 회피한다는 증거가 점점 더 쌓이고 있습니다”라고 셰마는 평가했다.

“우리가 개발한 방법을 통해 다양한 유형의 암에서 공격적인 세포 집단을 추적할 수 있게 되었습니다. “앞으로 이 방법을 통해 재발 위험을 예측할 뿐만 아니라 재발을 예방할 수도 있게 될 것입니다”라고 그녀는 덧붙였다.

연구진은 현재 치료법이 이 과정을 표적으로 삼아 암세포를 더 공격적으로 만드는 변화 중 일부를 되돌릴 수 있는지 조사하고 있다.

“우리는 현재 암세포의 후성유전적 유연성을 박탈하고, 어쩌면 이미 공격적으로 변한 세포조차 덜 공격적인 특성으로 되돌릴 수 있는 치료법을 찾기 위해 노력하고 있습니다”라고 셰마는 결론지었다.