바이오인

출처 : 생물학연구정보센터(BRIC)

혈액을 이용한 질병 진단 바이오마커 발굴 동향

[요약문]

바이오마커란 정상 또는 병리적인 상태, 약물에 대한 반응 정도 등을 객관적 견지에서 측정해 줄 수 있는 표지자로 정의된다. 즉, 어떤 특정 질병에 걸렸는지, 걸렸으면 얼마나 심한지를 표현해주는 것이거나, 특정 약물을 복용했는데, 우리 몸이 어느 정도 약효를 받고 있는지, 아니면 이상 반응을 하고 있는지에 대한 척도를 제공하는지 등을 나타내는 것이 바이오마커이다. 이런 바이오마커는 질병의 표지자로 많은 장점을 갖고 있기 때문에 현재 가장 관심이 큰 의료기술 분야 중 하나이기에, 본 동향보고서에서는 바이오마커 특히, 혈액을 이용하는 바이오마커에 대한 정의 및 종류 그리고 그 간의 발굴 경과와 동향, 국내외 시장동향을 살펴보고자 한다.

[목차]

1. 바이오마커란
2. 혈액 속 바이오마커
3. 바이오마커 발굴 동향
4. 맺음말
5. 참고문헌

1. 바이오마커란

바이오마커는 DNA, RNA, 대사 물질, 단백질 및 단백질 조각 등에서 유래된 분자적 정보로서 질병의 발생 등으로 유발된 신체의 변화를 감지할 수 있는 지표로, 질병의 발생 및 진행과 관련되어 새로운 약물의 개발과 체외에서 질병을 조기 발견하고 그 예후를 관찰하는 체외 분자진단 기술, 특정 약물에 반응하는 바이오마커의 개인별 특성을 규정하는 개인별 맞춤 의료 기술, 환자 편의적인 진료환경을 구축하기 위한 유비쿼터스 헬스 케어 시스템 등의 개발에 폭넓게 핵심적으로 이용되고 있다.

바이오마커라는 용어는 1980년대에 처음으로 등재된 이후 여러 가지로 이해되고 있지만 가장 대표적인 것은 미국국립보건원(National Institute of Health)에서 발표된 정의로 ‘정상적인 생물학적 과정, 질병 진행 상황, 그리고 치료 방법에 대한 약물의 반응성을 객관적으로 측정하고 평가할 수 있는 지표’라는 것이다. 질병의 병태생리학적 기전에 대한 지식 증가와 유전자 분석 기술의 발달로 바이오마커는 점차 그 범위가 넓어졌다. 현재 바이오마커는 유전자와 그로 인한 RNA, 단백질, 대사물질 발현의 차이를 모두 아우르는 분자적, 생물학적 지표로 재정의되고 있다.

바이오마커는 생명체에서 질병의 종류 및 발생과 진행에 따라 다르게 나타나기 때문에 특정 질환 여부나 약물반응 상태 등을 객관적으로 측정할 수 있게 해주는 혈액이나 체액 내에 있는 지표가 되는 물질이며, 이 혈액이나 체액을 분석하는 것만으로 질병을 조기에 판단할 수 있도록 해 줄 수 있다.

인체의 변화를 알아낼 수 있는 지표라면 무엇이든 바이오마커라고 할 수 있으나 실제 임상에 적용되기 위한 이상적인 바이오마커는 다음과 같은 조건을 가지고 있어야 한다. 첫째, 질병의 진단에 있어 매우 민감하고 특이적이며 질병 분류의 아형(Subtype)을 감별할 수 있어야 하고 둘째, 복잡하지 않고 간단히 측정 가능하며 환자에게 위험성이 최소화되는 방법으로 측정할 수 있어야 하며 셋째, 질병의 치료 효과 예측이 가능하며 나아가 바이오마커를 토대로 치료를 조절할 수 있어야 하고 넷째, 표현형 분류와 내재형 분류의 교차점을 찾아 전환 가능하도록 바이오마커는 질병의 병태생리학적인 기전을 설명할 수 있어야 한다. 마지막으로 진료에 적용하기 위해 정확한 정보를 신속하게 검사 가능해야 한다.

일반적으로 잘 알려져 있고 임상적으로 활용하고 있는 바이오마커로는 당뇨의 진단에 쓰이는 혈중포도당, 고지혈증의 진단에 쓰이는 혈중콜레스테롤을 들 수 있다. 임상적으로 사용 중인 것으로는 전립선암 지표 Prostate-Specific Antigen (PSA), 대장암용 Carcinoembryonic Antigen (CEA), 고환암과 간암 지표 Alphafetoprotein (AFP) 등이다. 90년대 이후 오믹스 기술의 보급으로 바이오마커 개발이 손쉬워져 연구가 급증하였다. 바이오마커는 신약개발 프로세스에서 효율성을 높여 줄 수 있어서 제약회사들의 관심이 크게 증가하여 신약후보의 스크리닝과 각 단계에서 후보군의 평가에 도입되었다. 현재 바이오마커는 분자진단용 분자가 가장 많이 연구되고 있다.

 2000년 중반 백혈병, 위암, 대장암 분야에서 암세포만 선택적으로 골라서 공격하는 표적치료제가 등장하여 암치료의 신기원을 이루었다. 종양에서만 특이적으로 나타나는 암바이오마커(종양표지자)는 표적치료제의 개발에 중요하다. 2012년 3월 한국과학기술기획평가원(KISTEP)은 10년 후 한국경제를 책임질 10대 미래유망기술 중의 하나로 종양을 찾는 바이오마커를 탐색하는 ‘종양표지자(Tumor Marker) 분석기술’을 선정하였다. 그리고 2012년 12월 특허청은 ‘특허 관점의 유망 R&D 과제 선정 사업’을 통해 3~5년 이내에 원천?핵심특허 선점이 가능한 바이오 분야 10대 미래 유망 기술을 선정하였는데 여기에 종양표지자를 포함시켰다.

바이오마커 기술은 일부 선진국을 중심으로 기술이 개발되고 있으나 아직 제품화에 대한 안정성이 미흡하므로 바이오마커 관련 IT (Information Technology), BT (Biotechnology), NT (Nanotechnology) 등의 융?복합 기술 선점으로 원천기술을 확보할 수 있는 여지가 있으며, 기존 치료중심의 의료 시스템으로부터 환자 맞춤형 진단, 예후 중심의 의료 시스템으로의 의료 패러다임 변화 유도가 가능하며, 조기진단을 기반으로 한 예방의학으로 전환 가능성이 있다.

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