유전 질환에서 혈액검사는 양성 종양이 암으로 변할 때를 밝혀낸다

신경섬유종증 제1형(NF1)으로 알려진 유전 질환을 가진 사람들은 종종 신경을 따라 자라는 비 암성 혹은 양성 종양이 발생한다. 이 종양들은 때때로 공격적인 암으로 변할 수 있지만, 이러한 암으로의 전환이 일어났는지 여부를 판단할 수 있는 좋은 방법은 없었다.

미국 국립암연구소(NCI) 암 연구센터와 국립보건원(National Institute of Health), 세인트루이스의 워싱턴대학교 의과대학의 연구진이 이 같은 연구 결과를 발표했다. 그들은 언젠가 NF1을 앓고 있는 사람들에게 암을 조기에 발견할 수 있는 매우 민감하고 저렴한 접근방법을 제공할 수 있다고 믿는 혈액검사를 개발했다. 혈액 검사는 또한 의사들에게 환자들이 암 치료에 얼마나 잘 반응하는지 관찰하는데 도움을 줄 수 있다. 이번 연구결과는 ‘PLOS Medicine’ 8월 31일자에 실렸다.

NF1은 전 세계적으로 3,000명 중 1명에게 영향을 미치는 가장 흔한 암 소인 증후군이다. NF1이라는 유전자의 돌연변이에 의해 유발되는 이 질환은 거의 항상 어린 시절에 진단된다. NF1을 가진 사람의 대략 절반은 '정맥상 신경섬유종'이라고 불리는 크지만 양성 종양이 신경에 생길 것이다.

정맥상 신경섬유종에 걸린 사람의 최대 15%에서 이러한 양성종양은 악성 말초신경피복종양(MPNST)으로 알려진 공격적인 형태의 암으로 변하는데, MPNST 환자는 암이 빠르게 전이될 수 있고 종종 화학요법과 방사선 모두에 내성을 갖게 되기 때문에 예후가 좋지 않다. MPNST 진단을 받은 사람 중 80%가 5년 이내에 사망한다.

NF1과 같은 암 소인 증후군을 겪는 삶을 상상해 보라. 이것은 일종의 시한폭탄과 같다, 의사들은 암 종양을 관찰하게 될 것이고, 여러분은 그들을 관찰하게 될 것이다. 하지만 여러분은 가능한 한 빨리 암으로 전이되는 것을 발견하기를 정말로 원할 것이라고 전문가는 말한다.

의사들은 현재 영상촬영(MRI 또는 PET 스캔) 또는 생체검사를 사용하여 정맥상 신경섬유종이 MPNST로 변환되었는지 여부를 판별하고 있다. 하지만 생검 결과가 항상 정확한 것은 아니며 종양이 신경을 따라 자라기 때문에 환자에게는 매우 고통스러울 수 있다. 한편, 영상 검사는 비용이 많이 들고 부정확할 수도 있다.

전문가는 "지금 우리가 가지고 있지 않은 것은 크고 부피가 큰 양성 정맥상 신경섬유종 내에서 무언가 나쁜 것이 일어나고 있는지 그리고 그것이 MPNST로 변하고 있는지를 판별할 수 있는 도구"라고 말했다. 그는 "그래서 우리는 '전신 MRI나 화려한 PET 스캔 대신 한 대롱의 혈액을 뽑아 환자가 MPNST를 갖고 있는지 여부를 말할 수 있는 간단한 혈액 검사를 개발하면 어떨까?'라고 생각했다"고 말했다.

이 목표를 추구하기 위해, 션 박사와 연구 공동 중인 연구진은 23명의 정맥상 신경섬유종 환자와 아직 치료를 받지 않은 14명의 MPNST 환자, 16명의 건강한 사람에게서 혈액을 채취했다. 연구 참여자의 대부분은 MPNST가 가장 많이 발병하는 연령층인 청소년과 청년층이었다. 연구원들은 세포가 없는 DNA, 즉 세포에서 혈액으로 유출된 DNA를 혈액 샘플에서 분리하고 세 그룹 사이의 유전 물질 차이를 찾기 위해 전체 유전자 염기서열 분석 기술을 사용했다.

MPNST 환자의 세포 없는 DNA는 다른 두 그룹의 DNA와 구별되는 몇 가지 특징을 가지고 있었다. 예를 들어 MPNST를 앓고 있는 환자들은 정맥상 신경섬유종증이 있는 사람이나 NF1이 없는 사람보다 세포가 없는 DNA 조각을 가지고 있었다. 또한 혈액 샘플에서 "플라즈마 종양 분수"라는 종양에서 추출된 세포 없는 DNA의 비율은 MPNST를 가진 사람에게서 정맥상 신경섬유종을 가진 사람보다 훨씬 더 높았다. 이와 같은 차이를 통해 연구자들은 정맥상 신경섬유종 환자와 MPNST 환자를 86% 정확도로 구별할 수 있었다.

MPNST를 사용한 연구 참가자의 혈장 종양 분수도 치료에 얼마나 잘 반응했는가에 따라 조정되었다. 즉 치료 후 혈장 종양 분수가 감소하면 (화상 스캔으로 측정한) 종양의 크기와 개수도 줄어든다. 혈장 종양 분수의 증가는 전이성 재발과 관련이 있었다.

화학요법으로 환자를 치료하는 것을 상상해보자. 션 박사는 “이번 혈액검사를 통해 질병이 완전히 사라질지 아니면 계속 지속될지 여부를 쉽고 빠르게 판단할 수 있을 것"이라고 말했다. "만약 당신이 수술을 하고 MPNST를 제거했고 혈액 검사가 음성이었다면, 그것을 사용하여 환자를 관찰하여 종양이 다시 재발하는지 확인할 수 있을 것이다.“

션 박사는 이번 연구에는 대형 병원 2곳의 NF1 환자가 포함됐지만 규모가 작다는 한계가 있다고 지적했다. 연구원들은 더 많은 환자들을 대상으로 더 큰 실험을 할 계획이다. 션 박사는 이 팀의 목표는 혈액검사의 정확도를 86%에서 100%로 높이는 것이라고 말했다. 한 가지 접근법은 MPNST에 관여하는 것으로 알려진 유전자에 초점을 맞추도록 유전자 분석을 세분화하는 것이다.

션 박사는 NF1 환자의 MPNST를 조기에 발견하기 위한 간단하고 저렴한 혈액 검사는 영상촬영을 수행하는 데 필요한 장비와 전문지식에 대한 접근이 제한된 개발도상국과 기타 자원이 부족한 지역에서 특히 유용할 것이라고 말했다.

이러한 유형의 혈액 검사는 또한 양성 종양이 암으로 변할 수 있는 다중 내분비 신생물이나 여러 종류의 암 발병 위험을 증가시키는 리-프라우메니 증후군과 같은 다른 암을 유발하는 유전 질환을 가진 환자의 조기 발견과 모니터링에 응용된다.

이것은 간단한 혈액 검사를 통해 위험에 처한 모집단을 선별할 수 있는 이러한 기술을 적용할 수 있는 완벽한 기회이다. 검사에서 비정상적인 게 나오면 그때 가서 종양을 찾아야 한다고 션 박사가 말했다.

이번 연구는 NCI의 교내 연구 프로그램과 국립보건원의 또 다른 소속인 국립일반의학연구소의 지원을 받았다.