[과학] 종양 변이 3차원 도감, 암치료 새시대 열어가다

올해 년초 세계보건기구 산하의 국제암연구기구 (IARC)에서 발표한 데이터에 따르면 2022년 전세계적으로 새로 증가한 암 발병 사례는 1,999.5만건 이상, 사망자가 약 973.7만명에 달했으며 그중 페암 발병 및 사망자가 1위를 차지했다.

통계에 따르면 영국에서는 두 사람중 한명이 평생 동안 암에 걸릴 수 있는 확률이 있으며 특히 젊은이들의 암 발병률 상승은 종양학자들을 더욱 걱정하게 하고 있다. 영국 의학저널 《종양학》은 1990년부터 2019년까지 최근 30년 동안 50세 이하의 종양 발병률이 80% 가까이 증가했다고 소개했다.

얼마전 《자연》과 그 산하의 학술지는 12편의 론문을 발표하여 지금까지 가장 상세한，몇가지 고치사률 암 (취장암, 전이성유방암, 결장암, 신장암, 자궁암과 담관암)의 3차원 도감을 발표했는데 이는 암이 어떻게 형성되고 발전하며 치료 과정에 내성이 생기는가 하는 등 일련의 문제에 중요한 단서를 제공해주었다.

이러한 새로운 분석 기술은 왜 어떤 암은 초기 단계에서 빠르게 확산되여 1 년 이내에 환자의 생명을 앗아가지만 반면에 다른 더 심각한 암은 치유될 수 있는지에 대한 원인을 밝히는 데 도움이 된다. 3차원 도감에 포함된 데이터는 종양 환경에서 서로 다른 세포집단이 암의 변화를 어떻게 촉진하는지를 리해할 수 있는 새로운 기회를 제공했다.

3차원 도감은 여러가지 새로운 발견을 가져왔는데 그중 일부는 이전의 암 진화에 관한 리론을 뒤집었다. 전통적인 관점에 따르면 결직장 종양은 장내 벽의 단일 세포에서 발전한다고 보지만 새로운 연구는 그렇지 않다는 것을 보여주고 있다.

미국 밴더빌트대학 연구진은 다기능 단세포 CRISPR 플래트홈을 리용해 결직장암 조기변이 15～30%가 여러 돌연변이 세포에서 기원한다는 분자시계 방법을 개발했다. 이에 따르면 결직장암 세포들은 단일 세포에서 기원한 종양보다 성장 속도가 훨씬 빨랐으며 암의 조기 발전 단계에서 세포가 단백질에 부착하는 수준이 상승했다. 세포간의 ‘협동작전’이 종양의 생장 과정을 가속화할 수 있다는 가능성도 제기됐다.

이 발견은 여러개의 부동한 세포가 암을 유발했을 수 있으며 각 세포마다 자신의 유전자 특징과 침범성을 가지고 있다는 것을 의미한다. 이는 목전 암치료 과정에서 왜 일부 종양만 제거할 수 있고 철저한 제거가 어려운지를 설명해주며 앞으로 부동한 세포의 ‘협동작전’에 대비한 새로운 암치료법이 개발될 것으로 전망된다.

일부 국가에서 직장암 등 소화기 종양이 젊은이들 가운데서 점점 더 늘어나고 있는 추세를 보이고 있다. 그 원인에 대한 전염병학 연구는 항생제 람용과 식습관 때문이라지만 세포 차원에서 어떻게 작용하는지는 아직까지 알려지지 않고 있다.

3차원 도감은 종양 내부의 복잡한 구조도 밝혀냈는데 종양의 핵심 령역 대사 활동이 더 활발하고 더 많은 에너지를 소비하며 가장자리 령역은 면역 체계의 활동이 더 빈번한 것으로 나타났다. 또한 종양에는 성장을 촉진하는 여러개의 서로 다른 유전자 돌연변이를 가진 ‘이웃’이 있을 수 있다. 면역세포의 활동 빈도에 따라 이런 ‘이웃’은 ‘인기 이웃’과 ‘비인기 이웃’으로 나뉘며 ‘인기 이웃’은 일반적으로 면역료법에 잘 반응하지만 ‘비인기 이웃’은 그렇지 않다.

이 발견은 왜 일부 종양이 초기에 는 면역료법에 반응했지만 나중에 내성이 생겼는지 설명하는 데 도움이 된다. 만약 부동한 돌연변이 특징과 ‘인기, 비인기’ 구역을 식별해낼 수 있다면 의료일군들은 같은 종양내의 모든 구역에 대해 효과적인 치료 책략을 설계할 수 있다.

최신 연구는 또 처음으로 서로 다른 세부 차원에서 암의 시간과 공간적 변화를 연구했다. 일련의 새로운 데이터가 발표됨에 따라 현재까지 이미 21 가지 부동한 종양 류형을 포함한 14개의 도감이 나와있는 상태이다. 관련 연구의 일원인 미국 세인트루이스 워싱턴대 의학교수이자 유전학자인 딩리는 이러한 연구 성과들은 암 연구의 신기원을 열었으며 이는 암에 대한 인식과 미래 치료법에 대한 인식을 완전히 바꿀 수 있을 것이라고 말했다.

/과기넷

编辑：리철수