바이오인

2020 바이오미래유망기술(상)

실시간 액체생검 연구개발 동향 및 시사점

한국생명공학연구원 바이오신약중개센터 한태수

1. 액체 생검 기반 바이오마커 연구의 필요성

기존 암 진단의 표준방법으로 사용되고 있는 조직생검은 내시경이나 바늘 등의 도구를 이용하여 환자에게 침습적으로 시행하므로 고통을 동반한 위험부담이 있다. 조직생검은 종양의 발생 부위, 크기, 환자의 상태 등에 따라서 시행이 불가능한 경우도 종종 발생한다.

특히 암은 유전적 이질성(genetic heterogeneity)의 특성을 갖고 있어서 조직생검으로 얻는 일부 종양조직에 대한 분석 결과가 부정확한 정보를 제공할 수 있기 때문에 효과적인 치료를 하지 못 할 가능성도 있다. 이러한 조직생검의 단점을 극복하기 위해 연구자들은 새로운 진단 방법을 찾고자 하였고, 현재는 조직생검에서 액체생검으로 진단 방법의 패러다임이 바뀌는 과정 중에 있다.

액체생검은 비침습적 방법으로 혈액, 침, 소변 등 환자의 체액을 수집하여 분석하기 때문에 조직생검에 비해 환자에게 고통과 위험부담이 감소한다. 특히 조직생검이 불가능하여 진단이 용이하지 않았던 암에 대해서도 조기에 진단을 할 수 있는 장점이 있다. 더욱이 암의 이질성에 대한 최신 정보를 제공하기 때문에 효과적인 치료를 가능케 한다. 따라서 액체생검은 2015년 MIT에서 선정한 10대 미래유망기술로 뽑힐 만큼 혁신적인 기술로 여겨지고 있다. 또한 한국에서는 생명연 생명공학정책연구센터에서 2020년 10대 바이오미래유망기술에 실시간 액체생검 (Real-Time liquid biopsy) 기술이 선정된 바 있다.  

현재 질병을 진단하기 위해 임상에서는 혈액 내 바이오마커는 단백질 표지인자를 주로 사용한다. 예를 들면, 당뇨 진단에 쓰이는 혈중포도당, 고지혈증 진단에 사용되는 혈중 콜레스테롤이 있고, 암 진단에 사용되고 있는 바이오마커로는 전립선암 진단을 위한 Prostate Specific Antigen(PSA), 위암 및 대장암 진단을 위한 Carcinoembryonic antigen(CEA), 간암 진단을 위한 Alpha-fetoprotein(AFP) 등이 있다. 하지만 단백질 기반의 암 진단 방법은 위양성(false-positive) 판정 가능성이 높기 때문에 액체생검 기반 바이오마커 발굴 연구는 주로 유전자 지표들을 대상으로 하고 있다.

액체생검 기반의 바이오마커 발굴 연구는 크게 3가지로 나눌 수 있다. (1) 종양 에서 분리되어 혈액으로 방출된 순환종양세포(circulating tumor cell, CTC) 연구, (2) 암세포의 사멸에 의해 혈액으로 분비되는 순환종양 DNA(circulating tumor DNA, ctDNA) 연구, (3) 암세포에서 분비되는 세포외소포체(exosome, 엑소좀) 연구이다. 본 글에서는 액체생검 기반 바이오마커 발굴 연구에 필요한 기술 및 진행되고 있는 임상연구에 초점을 맞춰서 설명을 하고자 한다.

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