암의 정밀 예방, 예측과 개입 치료

우리가 개인의 유전자 구성과 가족력, 환경 노출, 행동 요인을 특징으로 삼아 암 위험을 밝혀내고 이러한 요인에 따라 개인화된 맞춤형 예방 접근 방식을 알아낼 수 있다고 상상해 보자.

이를 위해서는 암의 발병 원인과 그 발병 원인에 대한 종합적인 생물학적 이해가 있어야 암 발병 위험을 줄이는 새로운 개입(치료)법을 개발할 수 있다. 이 장기적인 목표인 정밀 예방은 위험에 처한 사람들의 고통과 죽음을 예방하고, 위험이 없는 사람들이 불필요한 검사와 치료를 피할 수 있도록 도와줌으로써 우리가 알고 있는 암을 종식시킬 수 있다.

암의 엄청난 부담을 예방하는 것은 건강한 식단을 먹고 신체 활동을 늘리는 것과 같은 광범위한 이점을 가진 행동을 촉진하는 것에서부터, 전 암성 질환이 침윤성 암이 되는 것을 방지하는 정확한 분자 개입을 개발하는 것까지 모든 차원에서 암의 원인을 표적으로 삼는 것을 의미한다.

NCI가 지원하는 연구는 담배와 같은 발암물질의 회피와 인간 유두종 바이러스(HPV)와 B형 간염과 같은 암을 유발하는 바이러스에 대한 백신 접종과 헬리코박터 파일로리 감염의 치료, 용종, 이형성 및 기타 병변을 제거 또는 파괴하기 위한 검진 및 조기 발견을 포함하여 우리가 이미 알고 있는 예방 전략을 가능하게 했다. 일부 고 위험 군들은 유방암용 타목시펜(상표명 : 솔타목스)과 그 파생약물을 사용하고 대장암을 예방하기 위해 아스피린을 사용한다.

암의 원인에 대한 더 깊은 이해와 표적 예방 개입을 위한 추가 전략을 개발하기 위해서는 추가 투자가 필요하다. 암 예방의 주요 도전중 하나는 대부분의 사람들이 당장 생명을 위협하는 암에 걸릴 위험이 곧 없고, 대부분의 비정상적인 세포들이 치명적인 암으로 진행되지 않기 때문에 득보다 실이 더 많이 되는 것을 피하는 것이다. 과잉진단과 과잉치료를 막기 위해서는 공격적으로 될 비정상적인 세포와 양성(악성이 아님)이나 혹은 비치명적인 세포를 구분할 필요가 있다.

궁극적으로 암을 예방하려면 다층적인 접근이 필요하다. 핵심에는 암세포의 유전학과 폭주성장을 촉발하는 생물학적 변화뿐만 아니라 한 사람에게는 종양이 자라나고 다른 사람에게는 종양의 성장을 저해하는 미세 환경도 이해해야 한다. 우리는 어떻게 한 사람의 면역 체계와 대사, 그리고 미생물군 요인이 종양의 발생과 성장에 영향을 미치는지 이해할 필요가 있다. 조직과 신체의 유기체를 넘어 사람들의 행동과 환경이 암 위험에 어떻게 영향을 미치는지, 건강한 행동을 시작하고 유지하는 능력을 개인과 환경의 특성이 어떻게 예측하는지 이해할 필요가 있다. 암 예방의 가능성을 완전히 실현하기 위해서는 이러한 모든 변수를 통합하는 접근법이 필요하다.

더 많은 투자를 통해 국립암연구소는 암의 생물학적 원인에 대한 새로운 발견을 촉진하고 모든 사람들을 위한 개인화된 맞춤형 예방 전략을 진전시키기 위한 도구와 기술의 개발을 지원할 수 있을 것이다.

어떤 세포가 암이 되는지 그리고 그것을 겨냥하는 방법에 대한 이해

정밀 예방을 실현하기 위해서는 특정 암이 어떻게 발병하는지에 대한 보다 완전한 이해가 필요하다. NCI의 장기적인 투자로 인해, 연구원들은 이제 세포가 제한 없이 분열하게 하는 많은 유전자를 알고 있다. 암을 유발하는 일부 유전자 변화는 유전되지만 대부분은 유전되지 않는다. 한 사람이 물려받은 것과 같은 돌연변이는 감염과 발암물질에 대한 노출 또는 무작위적인 우연을 통해서도 발생할 수 있다.

그러나 유전학과 암 사이의 연관성은 꼭 그리 간단하지는 않다. 많은 건강한 사람들은 암 유발 돌연변이를 가지고 있지만 대부분의 사람들은 암의 징후를 보이지 않는다. 연구자들은 암이 세포의 유전적 변화와 개인의 민감성 사이의 동적 상호작용에서 발생한다는 것을 이해하게 되었다. 연구자들은 암 유발 돌연변이를 옮기는 세포가 암으로 진행되지 않게 하는 것은 물론 조직의 미세 환경과 면역체계의 역할을 포함해 암의 발병과 진행을 이끄는 요인들을 연구하고 있다.

암 발병의 초기 단계와 암을 보호하는 생물학적 메커니즘을 이해하기 위한 지속적인 연구는 더 나은 예방과 검진 시도의 형태로 성과를 거둘 수 있다. 예를 들어, 보스턴 대학의 연구자들과 그들의 협력자들은 폐암 검진을 받는 사람들의 기관지에 있는 악성 전 병변을 폐암으로 진행될 가능성에 따라 몇 가지로 분류하는 것이 가능하다는 것을 보여주었다. 연구원들은 그들의 분자적 특징과 면역 상호작용을 바탕으로 악성 전 병변의 네 가지 다른 아형을 식별했다. 그들의 연구 결과는 또한 더 위험한 병변이 폐암으로 진행되는 것을 막기 위해 면역 체계를 사용하는 전략도 있음을 시사했다.

암을 예방하기 위해 면역체계의 힘을 활용하는 것이 활발하게 이루어지고 있다. 암과 면역 체계 사이의 상호작용을 이해하는 데 수십 년의 NCI의 투자 덕분에 이제 엄청난 기회가 존재한다.

린치 증후군 환자들을 위한 암 면역 예방 즉 면역 체계를 개입시키는 것은 하나의 예일 뿐이다. 이 증후군을 가진 사람들은 대장암과 다른 여러 종류의 암에 걸릴 수 있는 평생의 위험을 80% 정도 지니고 있다. 린치 증후군은 DNA 회복에 관여하는 소수의 유전자의 돌연변이에 의해 야기되는 암에 걸릴 수 있는 유전적인 암 소인이다. 이러한 돌연변이는 정상 세포에 존재하지 않는 특이한 단백질 조각을 생성하게 한다. 연구원들은 이 단백질 조각들을 면역체계가 그 단백질 조각들을 발현하면 세포를 죽이게끔 훈련시키는 백신의 표적으로 다룰 수 있는 통찰력을 가지고 있었다.

이러한 백신을 맞은 린치 증후군에 걸린 쥐는 더 적은 수의 암이 발병하고 더 오래 생존하며, 특히 항 염증성 비 스테로이드 성 소염제(NSAID) 치료를 받을 때 더욱 그러하다. 암 병력이 있는 린치증후군 환자를 대상으로 한 연구에서 이 백신 접근법이 안전하다는 결과가 나왔고, 이 백신의 암 예방 효과를 시험하기 위한 추가 임상연구가 계획돼 있다.

암의 가장 중요한 위험 요소는 나이이지만, 왜 그것이 사실인지는 분명하지 않다. 일부 연구자들은 나이가 단순히 종양이 발달하는 데 더 많은 시간을 반영한다고 믿지만, 노인들은 우리가 완전히 이해하지 못하는 면역 체계와 같은 생리적인 변화를 겪기도 한다. 예를 들어, 아스피린이 어떤 경우에 암을 예방하는 것으로 나타났음에도 불구하고, 국립암연구소 등이 후원한 임상시험은 저용량 아스피린을 매일 복용하는 것이 65세 이상의 사람들에게 암의 위험을 실제로 증가시킬 수 있다는 사실도 발견했다. 아스피린은 암의 시작과 진행 및 확산과 관련된 분자 과정에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 나이가 이러한 맥락과 다른 맥락에서 차이를 만드는 이유를 이해하면 수명 전반에 걸쳐 예방 시도를 개선하는 데 도움이 될 것이다.

기술의 가능성을 통한 암 예방의 개선

암 연구자들은 새로운 도구와 기술과 결합된 암 발생에 대한 깊은 생물학적 이해를 통해 정밀 예방이 현실화될 것이라고 자신하고 있다. 이러한 기술에는 강력한 계산 방법과 착용 가능한 데이터 수집 도구와 정교하지만 실용적인 검진 및 진단 플랫폼, 인체 장기에 장착된 칩 등 첨단 연구 도구가 포함된다.

연구를 진전시키고 보다 효과적인 개입수단을 개발하려면 더 나은 계산 도구가 필요하다. 암은 엄청나게 복잡하기 때문에 암의 생물학적 원인에 대한 데이터를 통합하고 암 위험을 분류하기 위해 대규모 전산 접근에 대한 투자가 필요하다. 웨어러블 센서 및 원격 의료 도구와 같이 데이터 수집 비용을 줄이고 부담을 덜게 하는 기술의 개선은 연구자들이 연구를 위해 데이터를 수집하고 개입(치료)을 제공하기 위해 더 많은 사람들을 참여시키는 데 도움이 될 수 있다.

국립암연구소는 암에 대한 분자의 이해를 암 검진에 추가하기 위해 수많은 연구 라인을 지원하고 있다. 예를 들어, 국립암연구소가 출자한 연구원들은 생명에 위협이 될 수 있는 병변과 그렇지 않은 병변을 구별하는 것을 돕기 위해 영상 기술을 바이오 마커 테스트와 통합하는 방법을 찾고 있다. 환자에게 해가 되지 않을 병변을 과잉진단하고 과잉 치료하는 물리적·심리적·재정적 비용을 피하기 위해서는 이런 유형의 검진이 중요하다.

암 검진 검사는 암을 조기에 발견할 수 있고, 일부 검사에서는 암이 되기 전에 제거하거나 파괴할 수 있는 전 암성 병변을 발견해 암을 예방하는 데도 도움이 될 수 있다. 현재의 검진검사는 일반적으로 한 번에 한 종류의 암이나 전 암 병변을 발견한다. 향후 액체 생검를 이용한 조기 발견 및 검진 접근법이 여러 가지 암을 동시에 발견할 수 있을 것이다.

암의 조기 발견을 위해 빠르게 발전하고 있는 기술은 액체 생검 검사이며, 일반적으로 간단한 채혈에 의존한다. 연구진은 혈액에서 분비되는 암 관련 분자를 검출해 여러 종류의 암을 한 번에 검진하는 실험을 개발 중이다. 이러한 목적을 위해서는 매우 민감하고 특정한 시험이 필요한데, 이는 테스트가 암의 존재를 잘못 나타낼 가능성을 최소화하면서 낮은 수치의 순환 DNA나 단백질을 확실하게 감지하기 위해서이다.

국립암연구소가 출자한 존스 홉킨스 대학의 연구원들은 최근 이전에 암의 이력이 없는 여성들에게서 현재 어떤 검진 검사에도 나타나지 않는 암 유형을 포함하여, 초기 단계의 암을 발견한 다중 암 혈액 검사에 대해 보고했다. 연구원들은 그러한 검진이 암을 더 일찍 발견하고 생명에 위협을 주기 전에 암을 치료하기 위해 일상적인 것이 될 수 있다고 시사한다. 이 연구에서 검진 검사는 불필요한 후속 검사를 거의 하지 않았다. 매사추세츠 주 케임브리지의 Thrive Earlier Detection Corp이 인수한 ‘PapGene’이라는 회사는 국립암연구소의 중소기업혁신연구(SBIR) 프로그램의 추가 지원으로 이 기술을 더욱 개발하고 있다. 이러한 검진의 위험과 편익의 균형, 비용 효과 및 접근법이 환자의 장기적인 치료결과를 개선하는지 여부를 평가하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다.

액체 생검은 여전히 암의 조기 발견을 위해 개발되고 있지만, 이러한 검사는 암을 진단하고 치료 결정을 유도하며 암 재발 여부를 모니터링하기 위해 이미 클리닉에서 사용되고 있다. 앞으로 액체 생검 검사는 침윤성 암을 예방하고 개입하기 위해 질병의 발병 과정의 초기 변화를 감지하는 데 사용될 수 있다.

조기 발견이 애초 암 발병 예방만큼 바람직하지는 않지만, 초기 단계에 암을 발견하는 검사들은 빠르게 개선되고 있고, 종양이 생명에 위협이 되기 전에 발견해 사람들을 도울 태세다. 액상 생체검사는 암의 초기 단계에 발견하는 것 외에도, 질병이 발병하기 전에 암의 위험을 나타내는 생체지표를 잠재적으로 발견할 수 있다. 이러한 검진 검사는 환자의 결과를 개선하는 데 진정으로 도움이 되는지 평가하기 위해 검토되어야 한다. 국립암연구소는 그러한 검사의 유익성과 위해성을 평가하는 데 적합하다.