종양 마커란 무엇인가?

종양 마커란 무엇인가?

종양 마커는 암에 대한 정보를 제공하는 암이나 특정 양성 질환에 반응하여 암세포 또는 신체의 다른 세포에 의해 생성되는 것으로, 암이 얼마나 공격적인지, 표적요법으로 치료할 수 있는지, 치료에 반응하고 있는지 등이다.

종양 표지자는 전통적으로 정상 세포와 암 세포에 의해 만들어졌지만 암 세포에 의해 더 많은 양을 만들어지는 단백질이나 다른 물질이었다. 이것들은 일부 암 환자의 혈액과 소변, 대변, 종양 또는 다른 조직이나 체액에서 발견될 수 있다. 그러나 종양 유전자 돌연변이, 종양 유전자 발현 패턴, 종양 DNA의 비 유전적 변화 등 유전학적 표지자가 종양 표지자로 점점 더 많이 사용되고 있다.

많은 다른 종양 표지자가 밝혀졌고 임상적으로 사용되고 있다. 어떤 암은 한 가지 암과만 연관되어 있는 반면, 다른 암은 여러 가지 다른 암과 연관되어 있다. 어떤 종류의 암의 존재를 드러낼 수 있는 "범용" 종양 마커는 발견되지 않았다.

종양 표지자는 암 치료에 어떻게 사용되는가?

암 관리에 서로 다른 용도를 갖는 종양 표지자에는 순환 종양 표지자와 종양 조직 표지자 두 가지 유형이 있다.

순환 종양 표지자는 일부 암 환자의 혈액과 소변, 대변 또는 기타 체액에서 발견될 수 있다. 순환 종양 표지는 다음을 위해 사용된다. 

• 예후 예측

• 치료 후 남아 있거나 치료 후 재발한 암

• 치료에 대한 반응 분석

• 암이 치료에 내성이 생겼는지 모니터링

순환 종양 표지자의 수치가 높아지면 암의 존재를 암시할 수 있지만 이것만으로는 암을 진단하기에 충분하지 않다. 예를 들어, 암이 아닌 질환도 때때로 특정 종양 표지자의 수치가 높을 수 있다. 게다가, 특정 유형의 암이 있다고 모든 사람이 그 암과 관련된 종양 표지자의 수치가 높을 수는 없을 것이다. 따라서 순환 종양 표지자의 측정은 대개 암을 진단하기 위해 생체검사나 영상검사 등의 다른 검사 결과와 결합하게 된다.

종양 표지자는 또한 암 치료 중에 주기적으로 측정할 수 있다. 예를 들어, 순환 종양 표지의 수치가 감소하면 암이 치료에 반응하고 있음을 나타낼 수 있는 반면, 증가하거나 변하지 않는 수치는 암이 반응하지 않음을 나타낼 수 있다. 순환 종양 표지자도 치료가 끝난 후 재발을 확인하기 위해 측정할 수 있다.

일반적으로 사용되는 순환 종양 표지자의 예로는 치료 반응을 평가하고 재발 여부를 가려내는 데 사용되는 칼시토닌(혈액으로 측정)과 갑상선 암의 예후를 추정하는 데 사용되는 CA-125(혈액으로 측정), 암 치료가 얼마나 잘 되고 있는지, 난소암이 재발했는지를 관찰하는 데 사용되는 CA-125, 베타-2-mic 등이 있다. 베타-2-마이크로글로불린(혈액, 소변 또는 뇌척수액에 함유된 물질)은 예후를 추정하고 다발성 골수종, 만성 림프구 백혈병, 일부 림프종의 치료에 대한 반응을 따른다.

종양 조직 표지자는 실제 종양 자체에서 발견되는데, 일반적으로 조직검사 과정에서 채취한 종양의 표본에서 발견된다. 종양 조직 마커는 다음을 위해 사용된다.

• 암을 진단, 병기 및/또는 분류하기 위해

• 예후 예측을 위해

• 적절한 치료법 선택(예: 표적 치료법을 이용한 치료)을 위해

일부 유형의 암에서 종양 표지자의 수치는 질병의 병기 및/또는 환자의 예후(질병의 결과 또는 과정 등)를 반영한다. 알파-페토프로테인(알파-태아 단백질)을 혈액으로 측정해 병기를 평가하고 예후를 추정하며 생식세포암 치료에 대한 반응을 추적하는 것이 그 예다. 암 발생에 대한 자세한 내용은 병기 페이지에서 확인할 수 있다.

종양 표지자는 의사들이 적절한 치료를 계획하는데 도움을 주기 위해 치료 전에 측정할 수 있다. 예를 들어, 각 표적 치료제와 함께 개발된 동반 진단이라고 불리는 일부 테스트는 특정 표적 치료제를 사용한 치료가 적절한지 여부를 결정하기 위해 사용된다. 이러한 테스트 중 일부는 종양 마커의 양을 측정하고, 다른 테스트는 유전자 돌연변이와 같은 특정 마커의 존재를 감지한다.

일부 종양 조직 표지자는 특정한 표적치료의 표적이다. 그러나 표적 치료의 표적이 모든 환자들이 검사를 받는 종양 표지자는 아니다. 암세포의 성장과 생존에 관련된 특정 대상을 방해하도록 고안된 치료법에 대한 자세한 내용은 표적 암 요법의 자료집을 참조하라.

일반적으로 사용되는 종양 조직 표지자의 예로는 호르몬 요법과 일부 표적 요법으로 치료하는 것이 적절한지 여부를 결정하는 데 사용되는 에스트로겐 수용체와 프로게스테론 수용체(유방암), 치료 결정과 예후 추정을 돕는 EGFR 유전자 돌연변이 분석(비소세포 폐암), PD-L1(많은 종류의 암) 등이 있다. 면역 체크포인트 억제제라 불리는 표적 치료의 유형을 사용한 치료가 적절한지 판단한다.

종양 표지는 어떻게 측정하는가?

의사는 종양 조직이나 체액의 샘플을 채취하여 실험실로 보내는데, 여기서 종양 마커의 수준이나 존재(또는 부재)를 측정하기 위해 다양한 방법을 사용한다.

종양 마커를 사용하여 치료 효과가 있는지 또는 재발 여부를 판단할 경우, 시술 중과 시술 후 서로 다른 시간에 채취한 여러 샘플에서 마커의 레벨을 측정한다. 일반적으로 시간이 지남에 따라 마커의 레벨이 어떻게 변화하고 있는지를 보여주는 "순차적 측정"은 단일 측정보다 더 의미가 있다.

특정 표적 치료로 종양을 치료 대상자로 만드는 특정 유전자 변형의 유무와 같은 일부 표지자는 시간이 지남에 따라 그 자체가 변하지 않는다. 그러나 치료 중이나 치료 후에 그러한 변화가 있는 종양 세포의 비율은 변할 수 있다.

국립암연구소는 종양 표지의 사용에 대한 지침을 가지고 있는가?

국립암연구소에는 종양 표지자의 사용에 대한 지침이 없다. 그러나 일부 국가 및 국제기구는 일부 암 유형에 대해 종양 마커의 사용에 대한 가이드라인을 갖고 있다.

•미국임상종양학회(ASCO)가 임상 시술 가이드라인을 개발, 발표 하였다. 이 가이드라인은 유방암과 대장암, 폐암 등의 종양 표지자가 포함된다.

•국립임상생화학원(National Academy of Clinical Chemethics)은 임상 실무에서 종양 마커의 사용을 포함한 실험실 의료 실무 지침을 발표한다. 품질 요구 사항특정 암에 대한 종양 표지의 적절한 사용에 초점을 맞추고 있다.

현재 어떤 종양 표지가 사용되고 있으며 어떤 종류의 암에 사용되었는가?

현재 다양한 종류의 암에 많은 종양 표지가 사용되고 있다. 자세한 내용은 공통적으로 사용되는 종양 마커 목록을 참조하라. 이들 중 대부분은 임상시험소 개선 개정안에 의해 설정된 표준을 충족하는 실험실에서 시험할 수 있지만, 일부는 시험적으로 될 수 없으며 따라서 실험적으로 간주될 수도 있다.

종양 표지자를 암 검진에 사용할 수 있는가?

종양 표지자는 치료에 대한 종양의 반응을 예측하고 예후를 예측하는 데 사용될 수 있기 때문에, 연구원들은 종양 표지자가 어떤 증상이 나타나기 전에 암을 조기에 발견하는 것을 목표로 하는 검진 검사에도 유용할 수 있을 것이라고 희망해 왔다.

그러나 종양 표지자는 종양이 치료에 반응하고 있는지 여부를 판단하거나 재발 여부를 평가하는 데 매우 유용하지만, 현재까지 식별된 종양 표지자는 충분히 질병에 걸린 사람을 정확하게 식별할 수 없거나 혹은 암이 없는 사람을 정확하게 식별할 수 없다.

예를 들어 최근까지 혈액 내 PSA 수치를 측정하는 전립선 특이 항원(PSA) 검사가 남성들의 전립선암 검진을 위해 일상적으로 사용됐다. 그러나 PSA 수치가 높아진 것은 전립선암뿐만 아니라 양성 전립선 질환에 의해서도 발생할 수 있으며, PSA 수치가 높아진 대부분의 남성은 전립선암에 걸리지 않는다. 임상시험 결과 PSA 검사는 기껏해야 전립선암 사망자의 수가 소폭 감소할 뿐이고 과다 진단과 과잉 치료로 이어질 수 있다는 사실이 밝혀졌기 때문에 PSA 검사는 더 이상 일상적인 검사에 권장되지 않는다. 지금은 전립선암 이력이 있는 남성들이 암이 재발했는지 감시하는 데 종종 사용된다. 자세한 내용은 PSA 테스트 팩트 시트를 참조하라.

보다 정확한 종양 표지자를 개발하기 위해 어떤 연구가 진행 중인가?

암 연구자들은 초기 암의 식별에 사용할 수 있는 새로운 바이오마커(biomarker)를 개발하여 그 효과를 예측하고자 단백질학(단백질구조, 기능, 표현 패턴의 연구)과 단백질 유전체학(프로테오노믹스와 유전자표현분석, 또는 전사체학의 통합)과 치료와 암 재발의 가능성을 예측하는 것으로 눈을 돌리고 있다.

액체 생체검사는 종양에서 방출되는 DNA와 다른 분자와 전체 세포를 포함한 종양 물질의 조각들이 혈액이나 소변과 같은 체액에서 분석되는 종양을 연구하기 위한 새로운 접근방식이다. FDA는 2019년 5월 현재 폐암 환자의 순환 종양 DNA에서 상피성장인자수용체(EGFR) 유전자 돌연변이를 검출하기 위한 cobas® EGFR 돌연변이 검사 1건을 승인했다. FDA는 새로운 액체 생체검사(예: Foundation One® Liquid, Guardant360®, Signatera™)에 대한 검토를 우선시하고 있으며, 이를 통해 획기적인 접근 경로를 지정할 수 있게 되었다.

검토 : 2019년 5월 6일

Tumor Markers

Reviewed: May 6, 2019

What are tumor markers?

A tumor marker is anything present in or produced by cancer cells or other cells of the body in response to cancer or certain benign (noncancerous) conditions that provides information about a cancer, such as how aggressive it is, whether it can be treated with a targeted therapy, or whether it is responding to treatment.

Tumor markers have traditionally been proteins or other substances that are made by both normal and cancer cells but at higher amounts by cancer cells. These can be found in the blood, urine, stool, tumors, or other tissues or bodily fluids of some patients with cancer. Increasingly, however, genomic markers such as tumor gene mutations, patterns of tumor gene expression, and nongenetic changes in tumor DNA, are being used as tumor markers.

Many different tumor markers have been characterized and are in clinical use. Some are associated with only one type of cancer, whereas others are associated with multiple different cancer types. No “universal” tumor marker has been found that can reveal the presence of any type of cancer.

How are tumor markers used in cancer care?

There are two main types of tumor markers that have different uses in cancer care: circulating tumor markers and tumor tissue markers.

Circulating tumor markers can be found in the blood, urine, stool, or other bodily fluids of some patients with cancer. Circulating tumor markers are used to:

•estimate prognosis

•detect cancer that remains after treatment (residual disease) or that has returned after treatment

•assess the response to treatment

•monitor whether a cancer has become resistant to treatment

Although an elevated level of a circulating tumor marker may suggest the presence of cancer, this alone is not enough to diagnose cancer. For example, noncancerous conditions can sometimes cause the levels of certain tumor markers to increase. In addition, not everyone with a particular type of cancer will have a higher level of a tumor marker associated with that cancer. Therefore, measurements of circulating tumor markers are usually combined with the results of other tests, such as biopsies or imaging, to diagnose cancer.

Tumor markers may also be measured periodically during cancer therapy. For example, a decrease in the level of a circulating tumor marker may indicate that the cancer is responding to treatment, whereas an increasing or unchanged level may indicate that the cancer is not responding.

Circulating tumor markers may also be measured after treatment has ended to check for recurrence (the return of cancer).

Examples of commonly used circulating tumor markers include calcitonin (measured in blood), which is used to assess treatment response, screen for recurrence, and estimate prognosis in medullary thyroid cancer; CA-125 (measured in blood), to monitor how well cancer treatments are working and if cancer has come back in ovarian cancer; and beta-2-microglobulin (measured in blood, urine, or cerebrospinal fluid), to estimate prognosis and follow response to treatment for multiple myeloma, chronic lymphocytic leukemia, and some lymphomas.

Tumor tissue markers are found in the actual tumors themselves, typically in a sample of the tumor that is removed during a biopsy. Tumor tissue markers are used to:

•diagnose, stage, and/or classify cancer

•estimate prognosis

•select an appropriate treatment (eg, treatment with a targeted therapy)

In some types of cancer, the level of a tumor marker reflects the stage (extent) of the disease and/or the patient’s prognosis (likely outcome or course of disease). An example is alpha-fetoprotein, which is measured in blood to assess stage, estimate prognosis, and follow response to treatment of germ cell tumors. More information about cancer staging is available on the Staging page.

Tumor markers may be measured before treatment to help doctors plan the appropriate therapy. For example, some tests, called companion diagnostics, which have been developed alongside their respective targeted therapy drug, are used to determine whether treatment with a particular targeted therapy is appropriate. Some of these tests measure how much of the tumor marker is present; others detect the presence of a specific marker, such as a gene mutation.

Some tumor tissue markers are targets for specific targeted therapies. However, not all targets of targeted therapies are tumor markers that are tested in patients. More information about therapies that are designed to interfere with specific targets involved in cancer cell growth and survival is available in the Targeted Cancer Therapies fact sheet.

Examples of commonly used tumor tissue markers include estrogen receptor and progesterone receptor (breast cancer), used to determine whether treatment with hormone therapy and some targeted therapies is appropriate; EGFR gene mutation analysis (non-small cell lung cancer), to help determine treatment and estimate prognosis; and PD-L1 (many cancer types), to determine whether treatment with a type of targeted therapy called an immune checkpoint inhibitor is appropriate.

How are tumor markers measured?

A doctor takes a sample of tumor tissue or bodily fluid and sends it to a laboratory, where various methods are used to measure the level or presence (or absence) of the tumor marker.

If the tumor marker is being used to determine whether treatment is working or whether there is a recurrence, the marker’s level will be measured in multiple samples taken at different times during and after treatment. Usually “serial measurements,” which show how the level of a marker is changing over time, are more meaningful than a single measurement.

Some markers, such as the presence or absence of a particular genetic alteration that makes a tumor a candidate for treatment with a specific targeted therapy, do not themselves change over time. However, the proportion of tumor cells that have that alteration may change during and after treatment.

Does NCI have guidelines for the use of tumor markers?

NCI does not have guidelines for the use of tumor markers. However, some national and international organizations have guidelines for the use of tumor markers for some types of cancer:

•The American Society of Clinical Oncology (ASCO) has developed and published clinical practice guidelinesExit Disclaimer on a variety of topics, including tumor markers for breast cancer, colorectal cancer, lung cancer, and others.

•The National Academy of Clinical Biochemistry publishes laboratory medicine practice guidelines, including Use of Tumor Markers in Clinical Practice: Quality RequirementsExit Disclaimer, which focuses on the appropriate use of tumor markers for specific cancers.

What tumor markers are currently being used, and for which cancer types?

A number of tumor markers are currently being used for a wide range of cancer types. See the list of tumor markers in common use for more information. Although most of these can be tested in laboratories that meet standards set by the Clinical Laboratory Improvement Amendments, some cannot be and may therefore be considered experimental.

Can tumor markers be used in cancer screening?

Because tumor markers can be used to predict the response of a tumor to treatment and for prognosis, researchers have hoped that they might also be useful in screening tests that aim to detect cancer early, before there are any symptoms.

However, although tumor markers are extremely useful for determining whether a tumor is responding to treatment or assessing whether it has recurred, no tumor marker identified to date is sufficiently sensitive (that is, able to correctly identify people who have the disease) or specific (that is, able to correctly identify people who do not have the disease) to screen for cancer.

For example, until recently, the prostate-specific antigen (PSA) test, which measures the level of PSA in the blood, was used routinely to screen men for prostate cancer. However, an increased PSA level can be caused by benign prostate conditions as well as by prostate cancer, and most men with an elevated PSA level do not have prostate cancer. Because results from clinical trials showed that PSA testing leads at best to only a small reduction in the number of prostate cancer deaths and can lead to overdiagnosis and overtreatment, the PSA test is no longer recommended for routine screening. Now it is often used to monitor men with a history of prostate cancer to see if their cancer has come back. See the PSA Test fact sheet for more information.

What research is under way to develop more accurate tumor markers?

Cancer researchers are turning to proteomics (the study of protein structure, function, and patterns of expression) and proteogenomics (the integration of proteomics with genomics and gene expression analysis, or transcriptomics) with the hope of developing novel biomarkers that can be used to identify cancer in its early stages, to predict the effectiveness of treatment, and to predict the chance of cancer recurrence.

Liquid biopsies, a new approach to studying tumors in which bits of tumor material—including DNA and other molecules as well as whole cells—that are released from tumors are analyzed in bodily fluids such as blood or urine, may yield additional new biomarkers. As of May 2019, FDA has approved one liquid biopsy test: the cobas® EGFR Mutation Test for the detection of EGFR gene mutations in circulating tumor DNA of patients with lung cancer. FDA is prioritizing its review of several new liquid biopsy tests (e.g., Foundation One® Liquid, Guardant360®, Signatera™), for which it has granted breakthrough and expedited access pathway designations.

More information on NCI’s role in supporting research on novel tools and methods for diagnosing cancer is available on the Cancer Diagnosis Research page.