분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2009-03-13 08:06:08 , Hit : 4520
 맞춤형 암치료법의 미래

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-03-12

  
의학계에서 오랫동안 기다려온 개인 맞춤형 유전자 의학의 시대가 암환자들에게 도래하고 있다. 일부 암센터들은 모든 환자들에 대해 질환과 연관된 유전적인 결함상태를 파악하기 위해 유전자 심사를 준비하고 있으며 과학자들은 자세한 환자의 종양 유전체에 대한 정보를 사용하여 어떤 치료법이 가장 효과적일 수 있는가를 결정하기 시작했다. 워싱턴 DC의 <유전자 및 공공정책센터 (Genetics & Public Policy Center)>의 부의장인 조안 스코트 (Joan Scott)는 “종양학은 다른 분야보다 더 개인 맞춤형 의학에 훨씬 많은 발전을 이루고 있다”고 말했다.

특정한 암에 대해서 2001년 부터 특정한 돌연변이 유전자를 대상으로 하는 치료가 가능하게 되었으며 가장 반응이 빠른 종양을 알아내기 위한 돌연변이 유전자를 찾아내는 연구가 이루어지고 있다. 예를 들어 상피성장인자 수용체 (epidermal-growth-factor receptor, EFGR) 유전자의 돌연변이는 폐암 환자들이 EGFR 단백질을 목표로 한 약물에 얼마나 잘 반응하는가에 대한 영향을 준다. 하지만 최근 연구에 의하면 많은 암의 유전적인 뿌리는 복잡하거나 단일요인으로 설명하는데 그 경계를 모호하게 하기 때문에 한 번에 한 개의 유전자를 대상으로 하는 접근법의 결점이 제기되고 있다. 즉, 희귀한 돌연변이의 광범위한 다양성은 한 가지 형태의 암을 일으킬 수 있다고 주장한다 <Check Hayden, E. Nature 455, 148 (2008)>. 그리고 동일한 유전적인 경로에서의 돌연변이는 다른 많은 형태의 종양에서도 일어난다.

지난 주에 보스톤에 위치한 메사추세츠 종합병원은 거의 모든 암환자에 대한 다양한 유전자 테스트를 하게 될 것이라고 발표했다. 이 테스트는 12가지 암과 연관된 유전자의 110가지 돌연변이를 조사하게 될 것이다. 다른 병원들도 이러한 방향으로 움직이고 있다. 예를 들어 뉴욕의 메모리얼 슬로언-케터링 암센터 (Memorial Sloan-Kettering Cancer Center)는 이미 폐암과 직장결장암 환자 모두에게서 일곱가지 유전자의 40가지 돌연변이에 대한 테스트를 하고 있다. 이 중요한 유전적 경로에서 발생하는 돌연변이를 찾아내어 종양학자들은 이미 허가되거나 임상적으로 개발중인 약물을 선택하게 된다. 메사추세츠 종합병원의 입자병리학자인 존 라프레이트 (John Lafrate)는 “앞으로 몇 년 안에 모든 주요 암센터들은 이 접근법을 사용하게 될 것이다”고 말했다.

이러한 발전이 가능하게 된 이유는 유전자 심사와 염기서열 분석기술의 비용이 급락했기 때문이다. 병원들은 특정한 암과 일상적으로 연관되는 종양유전자의 DNA염기서열에서 단일 기호의 변화를 확대하거나 찾아 해독할 수 있다. 학자들은 이러한 단계를 넘어서 빠른 속도로 염기서열을 분석하여 개인환자의 종양의 모든 유전자에 대한 정보를 수집하고 있다. 예를 들어 지난 달에 캐나다의 밴쿠버의 브리티시 컬럼비아 암 담당청 (British Columbia Cancer Agency)의 유전체 과학센터의 소장인 마르코 마라 (Marco Marra)는 플로리다의 마르코 아일랜드에서 열린 <유전체 생물학 및 기술발전 (Advances in Genome Biology and Technology)> 학회에서 그의 연구팀은 한 환자의 입에서 폐까지 확산된 종양의 전체 유전체의 염기서열을 해독해내었다고 발표했다. 이 연구팀은 또한 유전자발견연구를 통해 이 종양유전자와 건강한 조직의 유전자의 활성을 비교하는 연구를 했다.

이들은 종양-억제 유전자인 PTEN에서 일어나는 돌연변이를 갖고 있는 환자를 발견했으며 PTEN의 유전자의 아래부분의 비정상적으로 높은 발현이 나타나는 RET라는 것을 발견했다. 이것은 왜 이 환자가 엘로티닙 (erlotinib)이라는 약물을 이용한 치료에 반응이 없는가를 설명해주고 있으며 활성 PTEN을 갖고 있는 환자에 엘로티닙이 더 반응을 하는가를 보여주고 있다 < Mellinghoff, I. K. et al. N. Engl. J. Med. 353, 2012 (2005)>.마라의 연구팀은 환자들에게 RET에 의해 만들어지는 단백질을 억제하는 수니티닙 (sunitinib)이라는 약물을 대신 사용할 것을 권고하고 있다. 환자들의 암은 이 약물을 복용한 후에 회복되었다. 매릴랜드 베데스다의 국립인간유전체 연구소 (National Human Genome Research Institute)의 과학디렉터인 에릭 그린 (Eric Green)은 “이 연구는 개별 암환자에 대한 적절한 암치료를 할 수 있는 차세대 염기서열분석 기술의 잠재성을 보여준 것이다”고 말했다.

마라의 연구팀이 수행한 것과 같은 연구는 어떻게 종양이 치료에 반응할 것인가를 예측할 수 있는 유전적인 특성을 알아내기 위해 많은 환자들에게서 수행되고 있다. 이러한 연구는 유전체 염기서열의 비용이 감소하면서 증가할 가능성이 높다. 세인트 루이스의 워싱턴 대학의 유전체 염기서열분석센터 (Genome Sequencing Center)의 소장인 릭 윌슨 (Rick Wilson)은 지난 해 처음으로 이루어진 종양 유전체의 염기서열분석에 들어간 비용은 100만 달러 이상이었다고 밝혔다 < Ley, T. J. et al. Nature 456, 66? 72 (2008)>. 그는 두번째 종양 유전체 염기서열분석에 들어가는 비용은 500,000달러가 될 것이며 이 비용은 내년 초부터 종양당 500,000달러로 떨어지게 될 것이라고 예상했다.

일부 비지니스는 암과 연관된 유전자정보를 알아보기 위해 돈을 지불한 용의가 있는이미 진단과 치료에 수천 달러를 지불한 소수의 환자들을 찾아내었다. 지난해 예를 들어 캘리포니아의 팔로 알토에 위치한 <CollabRx>라는 회사는 15,000개의 유전자를 분석하여 유전자 발견, 복제숫자 그리고 개인환자의 종양에서 단일 돌연변이를 찾아내는데 50,000달러에서 100,000달러의 비용이 들어간다고 발표했다. 이미 어떤 약물이 자신들에게 더 적절한 것인가를 알아보기 위해 다섯 명의 환자가 이 서비스를 사용했다. 이 기업의 창업자이며 사장인 제이 테넨바움 (Jay Tenenbaum)은 <CollabRx>의 접근은 각 환자의 개별 분석을 통해 각 환자의 미래를 위해 분석되기 때문에 ‘개인 맞춤형 암연구’라고 불렀다.

하지만 현재 소수의 약물이 특정한 돌연변이에 근거하여 선택되기 때문에 “이러한 종류의 접근법의 희망을 너무 과장해서는 안된다”고 메모리얼 슬로언-케터링 암센터의 입자분석담당인 막 라다니 (Marc Ladanyi)는 말했다. 베데스다의 국립암연구소의 부소장인 안나 바커 (Anna Barker)는 이러한 치료법이 제한된 상태가 오래 지속되지 않을 것이라는 낙관론을 펼쳤다. 암환자로부터 수집된 유전체 정보는 연구자들이 각기 다른 증상이나 질병의 발달과 연관된 유전적인 특징을 찾아내는데 도움이 될 것이며 결국 약물개발로 이어질 것이다. 바커는 이러한 유전적인 특징은 또한 미래에 의사들이 현재 존재하는 약물을 결합하여 다중 유전자경로를 목표로 사용하고 각 환자의 암을 일으키는 요인을 공격하는데 사용될 것이라고 예측했다. 그녀는 “나는 이러한 방향으로의 움직임에 대해 매우 낙관적이다. 그리고 이 기술은 좀더 비용효율적이어야 하며 암환자를 좀더 잘 돌볼 수 있는 방향으로 움직여야 한다”고 말했다.

출처: <네이처> 2009년 3월 11일
참고자료:
Check Hayden, Cancer complexity slows quest for cure, Nature 455, 148 (2008)
Ley, T. J. et al. ‘DNA sequencing of a cytogenetically normal acute myeloid leukaemia genome’, Nature 456, 66? 72 (2008)








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