삼중음성 유방암 환자의 유전자와 단백질 정보를 함께 분석하면 항암 치료 효과를 정확하게 예측할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 환자마다 다른 치료 반응을 사전에 가늠해 개인 맞춤 치료로 이어질 수 있는 기반이 마련됐다는 점에서 주목된다.
세브란스병원 연세암병원은 손주혁·김민환 종양내과 교수, 이동기 종양내과 강사, 박세호 유방외과 교수 공동연구팀이 유전자와 단백질 정보를 통합 분석하는 ‘유전단백체 분석’을 통해 항암제 내성과 관련된 핵심 지표를 새롭게 확인했다고 20일 밝혔다.
이번 연구는 연세의대와 국립암센터가 공동으로 수행한 이번 연구는 유전학 분야 국제 학술지 게놈 바이올로지(Genome Biology, 5년 IF16.3) 최신 호에 게재됐다.
삼중음성 유방암은 에스트로겐, 프로게스테론 등 여성호르몬 수용체와 HER2 수용체가 모두 없는 형태로, 다른 유방암보다 진행 속도가 빠르고 재발 위험이 크다. 수술 전 선행 항암 화학요법을 먼저 시행하는 경우가 많지만, 환자마다 치료 반응 차이가 크고 예측하기 어렵다.
연구팀은 2020년 9월부터 약 1년간 연세암병원에서 선행 항암 화학요법 후 수술을 받은 환자 50명의 종양 조직을 선생 항암 화학요법 전과 후에 걸쳐 비교 분석했다. 암종과 치료 타깃 등을 확인하기 위해 기존에 사용하던 DNA·RNA 분석에 더해, 세포 내에서 실제 작동하는 단백질 변화를 정밀하게 측정하는 질량분석법을 적용했다.
그 결과 연구팀은 삼중음성 유방암이 분자적 특징에 따라 다섯 가지 유형으로 나뉘는 것을 확인했고, 유형에 따라 항암 치료 반응이 뚜렷하게 달라지는 것으로 나타났다. 면역 반응이 활발한 유형에서는 치료 효과가 높았지만, 다른 일부 유형에서는 반응이 낮았다.
연구팀은 기존 유전자 분석에서는 확인되지 않았던 새로운 기전을 단백질 수준에서 발견했다. 삼중음성 유방암은 일반적으로 여성호르몬과 관련이 없는 것으로 알려져 있었지만, 실제로는 단백질 단계에서 해당 경로가 활성화돼 면역 반응을 억제하고 치료 효과를 떨어뜨리는 것으로 나타났다.
특정 단백질 활성 변화와 유전자 발현 증가 등이 항암제 내성과 연관된다는 사실도 새롭게 확인됐다. 연구팀은 이런 정보를 바탕으로 유전자와 단백질 데이터를 통합한 예측 모델을 개발했으며, 이 모델은 기존 유전자 분석보다 항암 치료 반응을 더 정확하게 예측했다.
또한 치료 전후 종양 변화를 비교한 결과, 특정 유전자 활성 증가가 항암제 내성을 유도하는 것을 확인했다. 연구팀은 환자 종양으로부터 만든 오가노이드 실험 모델을 통해 이를 억제하는 치료제의 임상 적용 가능성도 함께 파악했다.
손주혁 교수는 “이번 연구는 종양의 특성을 더욱 깊이 이해할 수 있는 분석 방법을 실제 환자 데이터에 적용한 사례”라고 말했다. 박세호 교수는 “발굴된 지표들이 임상에 적용되면 치료 성적 향상에 도움이 될 것으로 기대한다”라고 덧붙였다.
이동기 강사는 “기초와 임상 연구가 긴밀하게 협력해 얻은 성과”라며 “삼중음성 유방암에서도 개인 맞춤 치료가 현실화되는 계기가 될 것”이라고 설명했다.