바이오인

휴면암세포 표적 기반 암 치료기술 연구

2022년도 KRIBB 워킹그룹 이슈페이퍼 제7호

저자 : 한국생명공학연구원 유전체맞춤의료연구단 박경찬 외 9인

▉︎ 현재 암 치료기술의 한계점

● 표적치료제 및 면역치료제 등 최근 암 치료기술은 점차 발달하고 있으나, 낮은 치료 반응성 및 약제내성 등으로 인해 기대 이하의 치료효능을 보이고 있음

- 유전체 기술 발전으로 바이오마커 기반의 표적치료제 및 면역치료제 등이 개발됨으로써 암환자의 5년 생존율은 점차 증가하는 추세임

- 하지만 효과적 바이오마커 부재 및 내제된 내성유발 요인에 의한 낮은 약제 반응성과 획득내성에 의한 약제내성 발생으로 인해 기대 이하의 치료효능을 보임

- 또한, 암으로 인한 사망의 85% 이상이 전이에 의한 암 재발로 발생되고 있으나, 화학항암제와 면역치료제를 함께 활용하는 등의 전이암 치료기법은 매우 제한적이며, 치료비용은 매우 높지만, 치료효율은 낮음(20~40% 이하)

- 특히, 암 전이와 재발의 주요 원인이 되는 암 휴면성(cancer dormancy)을 표적으로 하는 효과적인 치료기술이 부재함

▉︎ 암 치료 효율 획기적 개선을 위한 새로운 개념의 치료기술 개발 필요

● 암 전이와 재발의 주요 원인이 되는 휴면암세포의 분자기전 이해는 암 전이 및 재발 치료기술 개발 연구에서 매우 중요하나, 연구 방법론적 어려움 때문에 암 휴면성 연구는 매우 도전적인 분야로 현재 연구 수행에 한계가 있음

- 휴면성 (전이)암세포가 전이 및 재발하는 최종 단계는 암세포가 휴면상태(dormancy)를 깨고 다시 분열하기 시작하여 암이 성장하는 것으로, 어떤 요소가 종양의 휴면상태를 깨뜨리는지를 찾는 것이 중요

- 휴면암세포 및 휴면전이암세포 연구는 비활동적이면서 극소수의 암세포를 대상으로 하는 것으로써, 연구의 기술적 한계가 있음

- 최신 휴면종양세포 동정 방법론 및 전이 연구를 위한 실험실 모델이 발표되면서 초기단계 연구가 진행되고 있으나, 국내에서는 관한 연구가 매우 미미함

2 주요 동향 및 이슈

2.1 국내·외 정책 동향

▉︎ 국외 정책 동향

● 암 유전체 분석 기술의 발달과 비용 감소, 빅데이터 정보 처리 기술의 발전으로 인해 정밀의료 시대로의 의료환경에 대한 패러다임 변화가 시작

● 세계 주요국들은 글로벌 바이오 시장 선점을 위해 전략적으로 연구개발 투자를 확대하고 관련 제도와 규제를 개혁

▉︎ 국내 정책 동향

● 암으로 인한 개인적 고통과 피해 및 사회적 부담을 줄이기 위해 국가 차원의 장기적이고 종합적인 암관리 대책의 필요성을 인식하여 ‘암정복 10개년 계획’을 수립하고 있음

- 제1기 암정복 10개년 계획(1996~2005), 제2기 암정복 10개년 계획(2006~ 2015), 제3기 암정복 10개년 계획(2016~2025)

● 이와 함께 암 관리를 위한 종합계획을 별도로 수립하여 추진하고 있음

- 암관련 6대 분야(암데이터고도화, 조기검진확대, 진단치료기술고도화, 치료완화의료체계구축, 인프라구축, 공익적연구투자확대) 23개 과제를 포함하는 ‘제3차 암관리종합계획(2016~20)’ 수립

- 암 예방 및 항암신약 연구, 개방형 암 연구 시스템 운영, AI 첨단기술 연구를 통한 데이터 기반 공익적 암 연구 확대 등을 목적으로 하는 암 빅데이터 활성화 추진전략을 포함하는 ‘제4차 암관리종합계획(2021~25)’ 수립

● 국민 건강 증진 및 국가 바이오산업 증대를 위한 차세대 주력산업으로 육성하기 위해 범정부 ‘바이오산업 혁신’을 추진 중이며, 바이오 산업혁신의 핵심으로 ‘바이오 연구개발 고도화 전략’ 실현

2.2 연구·기술 개발 동향

▉︎ 전이암 및 Cancer dormancy 연구 동향

● 미국 국립 암 센터에서는 전이가 일어나는 다양한 형태의 암의 유형을 정리하였으며(https://www.cancer.gov/types/metastatic-cancer), 암 치료 이후의 여러 가지 반응을 모니터링하고 전이 여부 관찰을 수행함

● 암세포 휴면(Cancer dormancy)이라는 용어는 호주의 병리학자인 Rupert Willis에 의해 도입된 후부터 흑색종뿐만 아니라 유방암, 전립선암, 폐암, 결장암 및 신장암을 포함한 고형암과 다발성 골수종 및 백혈병과 같은 혈액암 재발과 연관되어 있음(Cancer Growth Metastasis. 2015, 8, 43–49)

- 1세기경부터, 원발암이 제거되고 오랜 후에도 전이가 발생하여 사망을 초래한다는 기록이 있음

- 1934년, Rupert Willis는 국소 재발이 없는 환자에서 말기 전이가 나타나는 현상을 두고, ‘종양세포가 조직 내에서 휴면상태(dormant)에 있다.’는 개념을 처음 세움

- 이 개념은 1954년 Geoffrey Hadfield가 휴면암세포가 ‘일시적인 세포분열 정지’ 상태에 들어가기 때문에 암 재발이 발생한다고 제안하면서 발전됨

- 하지만, 휴면암세포와 그 주변 미세환경을 연구할 수 있는 in vivo 모델 시스템이 부족하고, 조직을 통째로 갈아서 분석하는 기존의 방식은 매우 희귀하게 존재하는 휴면암세포를 분석하기에는 기술적 한계가 있었음

- 최근, 단일세포 시퀀싱 기술의 발달로 세포 단위 유전체 정보의 획득이 가능해짐으로써 휴면암세포 연구의 기술적 한계를 극복할 수 있는 가능성이 열림

...................(계속)

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