폐암 검진, 저가로 빠르게 진단 가능해진다
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엄숭호 성균관대 교수, 폐암 진단 획기적으로 개선하는 방법 규명
고가의 비용에 약 3주 정도 소요됐던 폐암 검진, 저가로 약 3시간 이내 체외 진단 가능
왼쪽부터 엄숭호 교수, 육지수 연구원
왼쪽부터 엄숭호 교수, 육지수 연구원

[한국대학신문 조영은 기자] 성균관대학교(총장 신동렬)는 엄숭호 화학공학・고분자공학부 교수와 안명주 의과대학 혈액종양내과 교수 연구팀이 폐암 진단을 획기적으로 개선하는 방법을 규명해냈다고 17일 밝혔다.

기존의 폐암 검진은 고가의 비용에 약 3주 정도 소요됐으나 이번 연구에 따라 저가로 약 3시간 이내 체외 진단으로 가능해질 것으로 보인다.

연구팀은 고성능 핵산 나노구조체-그래핀 옥사이드 복합체를 개발해 PCR 없이 폐암 질환의 특정 유전자 조합들의 초고속·실시간·다중 진단을 실현했다. 암 진단에 소요되는 시간을 획기적으로 단축함과 동시에 비침습적·환자 친화적 암 진단법으로 떠오르고 있는 액체 생검(liquid biopsy)에 적용시켰다. 이로써 액체 생검에 적용 가능한 폐암의 다중 바이오마커의 동시 진단법이 조기・말기・재발 등 단계별 폐암 치료 모델 구축 가능성이 열렸다.

이번 연구에 제1저자로 참여한 육지수 연구원은 정상세포가 암세포화로 진행되는 과정의 정보를 담고 있는 암세포 지문 유전자로 잘 알려진 특정 마이크로 RNA 그룹 및 폐암의 경우에 대표적 바이오마커인 상피세포 성장인자 수용체(EGFR; Epidermal growth factor receptor) 유전자 변이의 조합을 선별적으로 분별하는 핵산 구조체-그래핀 옥사이드 플랫폼을 개발했다. 이 플랫폼은 1개의 단일 유전자 변이의 차이를 보이는 점 돌연변이(Point mutation)의 구별도 가능하게 한다. 또한 3시간 이내에 다중의 바이오마커를 실시간으로 판별하므로 초간단, 초정밀한 암 진단을 할 수 있게 된다.

특정 유전자의 변이 또는 유전 물질의 발현율 변화는 암의 발생과 진행에 영향을 미치는 것으로 보고 있다. 폐암의 경우 대표적 바이오마커로는 EGFR 유전자 변이가 있으며, 동양인 환자군의 35~50%가 이에 해당된다. 최근에는 마이크로 RNA의 발현양이 암 종양 생성에 직접적으로 많은 영향을 준다는 것으로 연구돼 크게 주목받고 있다. 이러한 유전자들을 검출하기 위해서는 침습적·수술적 방법으로 대상 생체 시료를 확보해야 한다. 이는 환자에게 상당한 육체적 정신적 고통을 야기하며 그 종양의 위치에 따라 기술의 활용이 상당히 제한적이다. 더불어 조직을 채취한 후에도 유전자 검사과정에는 수주의 시간이 소요되고 있다. 따라서 이를 대체해 환자별 약물의 적합성 및 내성 등을 종합적으로 빠르게 평가하기 위한 환자친화적 진단법이 절실히 요구되고 있는데, 이번 연구에서는 혈액에도 적용 가능한 초고속의 진단 플랫폼을 개발했다. EGFR 유전자의 변이 확인은 임상에서 치료제 처방에 적극 사용될 수 있으며, 마이크로 RNA군의 동시 식별은 새로운 암 바이오마커의 발견 및 치료법 구축에 크게 기여할 것으로 보인다.

연구팀은 삼각기둥 모형의 형광 핵산 생체 고분자 물질과 그래핀 옥사이드 간의 새로운 나노하이브리드 물질로 나노바코딩 플랫폼 시스템을 구축했다. 이 시스템은 폐암에 기원한 마이크로 RNA 및 이에 특이적인 유전자 바이오마커들과 선택적으로 반응하도록 설계됐으며, 특정 바이오마커가 존재하는 상황에서 특정 형광 스위치들이 스스로 반응해 켜지도록 만들어졌다. 이는 다양한 유전자 바이오마커들에 동시 적용가능하며 체외에서도 진단되기 때문에 현재 임상에서 유전자 진단 및 예방 키트 등 다각도로 활용 가능하다. 실제로 임상 키트들이 가진 종합적인 문제점들을 해결하며 처음으로 정밀의학의 가능성을 타진했으며, 이 시약형의 플랫폼은 ㈜DNANO(대표 최유정)에서 ‘플루오그라(FluorgraTM)’라는 명칭으로 사업화되고 있다.

엄숭호 교수는 “획기적으로 단축된 검진시간과 액체 생검으로의 적용가능성은 실제 임상 진단에서 빠른 치료제 처방과 맞물려 약물 효능에 대한 실시간 모니터링을 가능하게 해 환자 맞춤형 치료를 실현해가고 있다”며 “이는 사업화돼 임신진단키트와 같은 형태로 진화해 빠른 시일 내에 일상생활에서 건강 복지의 편의를 제공할 것”이라고 말했다.


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