수모세포종 치료를 받은 소아 환자의 잔존 암 징후의 초기 탐지가 가능해졌다

수모세포종이라는 흔하고 빠르게 성장하는 유형의 뇌종양 치료를 받은 어린이 환자 중 3분의 1이상이 종양이 재발한다. 그러나 의사들이 자기공명영상(MRI)이나 요추천자를 통해 암이 재발했다는 것을 발견할 때쯤에는 종종 치료가 어려울 정도로 진행이 되어 있다. 치료 후 암이 재발하는 거의 모든 어린이들은 결국 그 질병으로 사망한다.

현재, 연구자들은 뇌척수액이라고 알려진 수모세포종 종양 세포로부터 뇌와 척수를 둘러싸고 있는 체액으로 유출된 DNA 조각, 즉 무 세포 DNA의 특정한 변화를 감지하는 검사법을 개발하였다. 최근의 연구 결과를 바탕으로, 연구원들은 치료를 마친 후 얼마 지나지 않아 재발 위험이 높은 암(잔존 맘으로 알려진)의 증거를 가지고 있는 어린이들을 식별하기 위해 이 검사가 잠재적으로 사용될 수 있다고 믿는다.

이번 연구결과는 10월 21일 ‘Cancer Cell’에 게재됐다.

다른 방법들로 가능한 한 빨리 잔존 암을 확인할 수 있는 것은 수모세포종 어린이들에게 매우 중요할 수 있다고, 이 연구를 이끈 연구자들은 의사들이 이 환자들을 더 공격적인 요법으로 치료할 수 있는 귀중한 시간을 제공한다고 믿고 있다.

이 연구 중 하나를 이끌었던 세인트 주드 어린이 연구 병원의 자일스 W. 로빈슨 박사는 부모들은 일단 치료가 끝나면 자녀의 암이 재발할지 지켜보기만 해야 하기 때문에 엄청나게 긴장한다고 했다.

그는 "치료가 끝날 때 진정으로 질병으로부터 자유로워졌다고 말할 수 있는 검사를 받는다면, 그것은 엄청난 확신을 더해준다. 하지만 만약 검사 결과 잔존 암의 증거가 나온다면 그것이 치료의 끝이 아닐 수도 있다"고 말한다.

새로운 연구에서, 연구원들은 수모세포종의 아이들에게서 치료 중이나 치료 후에 여러 지점에서 채취된 뇌척수액 샘플을 분석했다. 암이 재발한 환자들은 암이 재발하지 않은 환자들보다 체액 샘플에서 암과 관련된 특성을 가진 무 세포 DNA를 보유할 가능성이 훨씬 더 높다는 것을 발견했다.

이번 연구에 참여하지 않은 NCI 암 연구센터 신경종양학부의 마르타 페나스-프라도 박사는 "이번 연구는 획기적"이라고 말했다. 영상촬영이나 기존 척추 천자가 결정적이지 않을 때 종양세포의 존재를 확인하는 매우 민감한 방법의 문을 여는 것이다.

로빈슨 박사는 추가 환자 그룹에 대한 검사를 검증하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다고 언급했다.

잔존 암 검출의 개선

수모세포종은 전형적으로 뇌의 소뇌 부위에 형성되며 종양이 뇌척수액을 통해 뇌와 척수의 다른 부위로 퍼지는 등 성장 속도가 매우 빠르다. 진단 연령과 질병 확산 여부에 따라 수모세포종 어린이 환자의 약 70%가 최소 5년 이상 생존한다.

의사들은 현재 수모세포종을 수술로 치료하고, 뒤이어 방사선과 화학요법을 시행하고 있다. 그러나 수모세포종을 앓고 있는 어린이의 3분의 1 이상은 치료 후에 암이 재발한다.

MRI 스캔은 종양이 언제 재발했는지 의사들에게 알려줄 수 있지만, 영상촬영은 치료가 암을 완전히 제거하지는 않았음을 나타낼 수 있는 소량의 남아 있는 종양 세포(측정 가능한 잔존 질환 또는 최소 잔존 질환)를 발견할 수는 없다. 또한, 특히 이전 수술과 방사선을 받은 환자들에게 영상화는 해석하기 어려울 수 있다.

수술과 방사선의 반흔 조직과 같은 것들이 종양과 똑같이 보일 수 있다고 페나스 프라도 박사가 말했다.

그 결과, 수술 후 치료 기간 동안 뇌척수액 샘플을 채취하기 위해 척추 뼈 사이에 바늘을 삽입하는 반복적인 요추천자가 흔히 시행된다.

뇌척수액은 현재 현미경으로 전이성 종양세포를 식별하는 데 사용되고 있다고 이 연구의 수석 연구원 중 한 명인 세인트 주드 어린이 연구병원의 폴 노스콧 박사는 말했다. "그러나 활동적인 질병을 앓고 있는 환자들조차도 뇌척수액에서 종양세포를 발견하지 못하는 경우가 많다"고 말했다. 그렇게 민감한 검사는 아니다."

많은 연구들은 혈액 내 유전 물질의 일부나 다른 체액에서 암과 관련된 변화를 확인하는 것이 다른 방법보다 암 재발을 더 빨리 발견하는 데 도움이 될 수 있는지를 조사했다. 더 세인트 주드 팀은 이 접근법이 뇌척수액에서 수모세포종 어린이들의 측정 가능한 잔류 질환의 지표로 사용될 수 있는지 알아보기를 원했다.

로빈슨 박사는 백혈병과 같은 질병에서 우리가 볼 수 있는 것은 만약 당신이 정말로 초기에 잔존 질환의 징후를 발견할 수 있다면, 당신은 치료법을 조정할 수 있고 실제로 그 환자들의 예후를 개선하고 잠재적으로 재발을 예방할 수 있다는 것이라고 말했다.

노스콧 박사는 암에 대한 액체 생검 개념에 많은 관심이 있지만 이 기술이 소아 뇌종양에 최적화되지 않았다고 말했다. 연구실 벤치에서 치밀한 과학적 시행착오와 최적화를 통해 수모세포종의 유전체 변이를 신뢰성 있게 파악할 수 있는 연구계획서를 찾아냈다.

뇌척수액 유전자 분석이 유망

연구진은 이번 연구에서 수모세포종 진단을 받고 임상시험에 참여한 6~11세 어린이 123명을 대상으로 채취한 뇌척수액 샘플을 분석했다. 커버력이 낮은 전체 유전체 염기서열 분석이라고 불리는 기술을 사용하여, 그들은 수모세포종의 특징인 복사 번호 변화라고 불리는 특정한 유전체 변화를 가진 무 세포 DNA를 찾았다.

새로운 검사는 수술 후 치료를 시작하기 전 아동에게서 채취한 샘플에서 소뇌를 넘어 확산되는 질병을 가진 전이된 아동의 85%와 암이 전이되지 않은 아동의 54%에서 이러한 종양 특이적 복사번호 변화(측정 가능한 잔류질환의 지표)를 검출했다. 이것은 연구자들에게 이 실험이 소량일 때 질병을 확인할 수 있다는 것을 시사했다.

그러나 암이 재발한 지 3개월 이내에 25명의 어린이로부터 치료를 시작한 후 채취한 샘플에서는 25명 중 24명에게서 측정 가능한 잔류 질병이 발견되었다. 이에 비해 검사 결과 암이 재발하지 않은 어린이의 뇌척수액 검체 중 92%(209개 중 193개)에서 측정 가능한 잔류질환은 검출되지 않았다.

게다가, 방사선 치료 후 MRI 검사에서 암의 징후가 보이지 않았지만 결국 병이 재발한 32명의 어린이에게서, 검사 결과 이들 환자의 절반에서 영상 검사보다 최소 3개월에서 최대 2년 전에 측정 가능한 잔존 질환이 발견되었다.

"우리는 MRI로 그것을 보기 전에 그 병이 그 액체에서 다시 나타나기 시작했다는 것을 알 수 있었다. 이는 우리가 그 어느 때 보다 더 일찍 개입할 수 있는 기회를 제공한다"고 로빈슨 박사는 말했다.

노스콧 박사는 이렇게 일찍 병이 재발하는 것을 발견하는 것 또한 과학적 잠재력을 가지고 있다고 말했다. 기술이 더 발전하고 연구원들이 무 세포 DNA를 분석하는 데 더 많은 경험을 쌓으면서 그는 "우리는 왜 질병이 사라지지 않았는지 설명할 수 있는 더 많은 분자적 발견을 할 수 있을 것이라고 믿는다"고 말했다. 

수모세포종 어린이에게 사용하기 전에 해야 할 일

로빈슨 박사는 이러한 검사가 수모세포종 어린이를 위한 표준 치료의 일부로 통합되기까지 수년이 걸릴 수 있다고 언급했다. 그 결과를 검증하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다고 그는 설명했다. 그러나 이 실험이 향후 수모세포종 임상시험에 포함될 날이 머지않았다고 그는 말했다.

피나스 프라도 박사는 또한 이 테스트는 아이들에게만 연구되어 왔으며 수모세포종을 가진 성인에게는 적용되지 않을 수도 있다고 경고했다. 이 뇌 암은 현재 일반적으로 암의 유전적 구성에 기초하여 4가지 아종으로 분류된다. 대부분의 성인들은 소닉 헤지호그라고 불리는 수모세포종의 분자적 아형을 가지고 있다. 이 아형은 어린이들 사이에서는 덜 흔하다.

그녀는 "이번 연구에서 소닉 헤지호그 분자 아형을 가진 종양이 뇌척수액으로 DNA를 유출할 가능성이 낮다는 것이 밝혀졌다"고 말했다. 그것은 이 [검사]가 어린이보다 수모세포종을 가진 성인에게 덜 적용될 수 있다는 것을 의미한다.

동반 사설에서 매사추세츠 공과대학교와 하버드대학교의 존 R. 프레즈너와 스콧 포머로이 박사는 다른 시점에 채취한 뇌척수액을 분석하는 것이 임상시험이 아닌 곳에서 치료를 받은 환자들에게는 덜 실용적일 수 있다고 지적했다.

추가 연구가 필요하지만 "이번 연구를 통해 얻은 교훈은 수모세포종 환자에 대한 측정 가능한 잔존 질환 분석법의 개발 및 표준화 관련 중요한 대화를 촉진할 수밖에 없다"고 덧붙였다.