국립암센터(원장 양한광) 표적치료연구과 공선영 교수와 가톨릭대학교 의과대학 김태민 교수 연구팀이 그동안 원인을 알기 어려웠던 유전성 유방암 환자 중 BRCA 유전자 변이가 없는 그룹을 분석해, 이들의 암세포가 4가지 유전적 유형으로 나뉜다는 사실을 세계 최초로 밝혀냈다.
일반적으로 유전성 유방암은 BRCA 유전자 변이를 떠올리지만 실제 유전성 유방암 환자의 약 75~85%는 BRCA 유전자가 정상이다. 이들은 암 발생 원인이 명확하지 않아 치료 전략을 세우기 어려운 점이 있었다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 BRCA1·BRCA2 변이가 없는 유전성 유방암 환자 129명을 대상으로 전장유전체 분석을 수행했다. 그 결과, 이들의 암세포가 암 조직의 DNA 손상 방식에 따라 4가지 뚜렷한 유형으로 구분된다는 것을 발견했다.
연구팀은 전장유전체 분석과 함께 암세포의 유전자 발현 양상을 파악하는 전사체 분석, 유전자 스위치 역할을 하는 후성유전체 분석을 통합적으로 진행했다. 그 결과, 이 환자들의 암세포가 암 조직의 DNA 손상 패턴에 따라 ▲DNA 복구 기능 자체가 망가진 ‘상동재조합 결핍형(HRD형)’ ▲돌연변이가 매우 많이 축적된 ‘돌연변이 우세형(MUT형)’ ▲특정 유전자 구역의 소규모 소실·증폭이 집중적으로 일어나는 ‘복제수 변이형(CN형)’ ▲DNA 손상이 전반적으로 낮은 수준인 ‘유전체 안정형(GS형)’의 4가지 유형으로 구분된다는 사실을 확인했다.
연구팀은 세포주 실험을 통해 유형별로 반응하는 치료제가 서로 다르다는 점을 확인했다. 이는 앞으로 환자가 어떤 유형인지 미리 파악하면 가장 효과적인 치료제를 선택할 수 있는 정밀의료가 가능함을 의미한다.
공선영 국립암센터 교수는 "BRCA 이상이 없는 유전성 유방암 환자는 그동안 원인 규명과 치료 방향 설정에 어려움이 많았다”며, “이번 연구는 동일한 유전성 유방암이라도 암세포의 특성에 따라 치료 전략이 달라져야 함을 체계적으로 제시했다는 점에서 의의가 크다”고 밝혔다.
공동 교신저자인 김태민 가톨릭대학교 교수는 "전장유전체 분석과 다중 오믹스 데이터를 통합함으로써 BRCA 음성 유전성 유방암의 분자적 이질성을 유전체 불안정성이라는 새로운 관점에서 설명할 수 있게 됐다”며, "이번 연구에서 제안한 통합 유전체 지표가 향후 유전성 유방암 환자의 치료제 선택과 예후 예측에 실질적으로 기여할 수 있기를 기대한다”고 말했다.
한편 이번 연구는 의생명과학 분야의 권위 있는 학술지이자 네이처 파트너 저널인 ‘실험 및 분자의학(Experimental & Molecular Medicine, IF 12.9, 분자생물학 분야 상위 4%)’에 게재됐다. 가톨릭대학교 의과대학 김선민 연구원, 국립암센터 유방암외과 이시연 교수(공동 제1저자)를 비롯한 외과, 종양내과, 검사의학과 등 다학제 연구진과의 협력으로 진행됐다. 연구에 활용된 유전체 데이터는 질병관리청 국립보건연구원 한국인 유전체 분석 사업을 통해 생산됐으며, 한국연구재단의 지원을 받았다. 또한 본 연구(NCC2510692)는 보건복지부의 재원으로 국립암센터의 지원을 받아 수행됐다.
<용어설명>
- 전장유전체분석: 환자의 유전자 전체 정보를 읽어내는 정밀 분석 기법
- 전사체 분석: 암세포에서 실제로 발현되는 유전자를 확인하는 분석
- 후성유전체 분석: 유전자의 ‘켜짐·꺼짐’을 조절하는 변화를 살피는 분석
- 세포주실험: 실험대상 세포를 동일한 형질로 다량 확보해 시험관에서 반복 실험을 수행하는 방식
BRCA1·2 유전자:: 유전성 유방암과 난소암 위험을 높이는 대표적 암 관련 유전자
