방승민, 조중현 세브란스병원 소화기내과 교수 연구팀은 임형순 하버드 의과대학 매사추세츠 종합병원 교수 연구팀과 함께 세포외소포를 활용해 담도암을 조기 진단할 수 있는 액체 생검 진단 기술을 개발했다고 21일에 밝혔다. 이번 연구결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스’(Advanced Science, IF 17.521)에 게재됐다.

현재 조기진단을 위해 사용하는 표준검사인 혈중 CA19-9 검사 진단율은 70%에 불과하고, 진단 시점에서 수술이 가능한 경우는 30% 정도로 낮아 불량한 예후로 이어진다. 담도암 5년 생존율은 30% 미만 수준으로 아적 정확하게 담도암을 조기에 진단할 수 있는 정확한 방법은 없다.

담도암 표준 확진법은 췌담도 내시경 검사에서 조직을 떼어내 검사를 시행하는 침습적 방법인데 진단율이 낮아 검사를 반복해야 하는 등 불편이 있다. 액체 생검 기술은 체액에서 종양 표지자를 검출해 암을 진단하는 비침습적 기술로 암 조기진단이나 조직검사로 확진이 어려운 암 분야에서 개발이 활발히 진행 중이다. 담도암 역시 액체 생검 연구 필요성은 높지만 특이 표지자가 없어 개발이 쉽지 않았다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하고자 담도암이 의심되는 환자 담즙에서 특이적인 종양 표지자를 도출하고 담도암을 보다 정확하게 진단하는 액체 생검 진단 기술을 개발했다.

먼저 담도암에서 발생하는 종양 표지자를 알아보기 위해 정상 세포와 담도암 세포에서 추출한 세포외소포체를 비교했다. 암에서 유래한 세포외소포는 암세포를 대변하는 단백질과 핵산, 지질 물질들을 함유하고 있기 때문에 액체 생검을 통한 암 진단에 있어서 최근 각광을 받고 있는 생체 물질이다.

연구팀은 담도암 유래 세포외소포에서 MUC1, EpCAM, EGFR 단백질의 발현이 높은 것을 밝혔고 세 단백질은 실제 환자 조직에서도 많이 발견된다는 것을 확인했다. 세포외소포에서 발현하는 단백질을 분석하기 위해 하버드 의대 연구팀이 개발한 FLEX(fluorescence-amplified extracellular vesicle sensing technology) 센서칩 기술을 활용했다.

FLEX 센서칩 기술은 정상세포와 암세포 유래 세포외소포가 섞여 있는 체액에서 암세포 세포외소포의 광학 신호만을 크게 증폭해 분석 정밀도를 향상시킬 수 있는 기술이다. 기존 세포외소포 분석 기술은 수천~수만개 이상의 세포외소포가 존재할 때만 그 검출 신호를 얻을 수 있었지만 FLEX 센서칩 기술은 소량의 세포외소포만으로도 분석할 수 있다. 

환자 담즙에서 추출한 세포외소포를 FLEX 센서칩 기술을 사용해 세 가지 표적 단백질의 발현을 분석한 결과

연구진은 환자 담즙에서 세포외소포를 추출한 후 FLEX 센서칩 기술을 사용해 세 가지 표적 단백질의 발현을 분석했고 실제로 양성 질환 환자에 비해 담도암 환자의 담즙에서 표적 단백질이 더 높게 측정되는 것을 확인했다.

이번에 개발한 액체 생검 진단 기술은 기존 진단법보다 높은 정확도를 자랑했다. 연구팀이 개발한 액체 생검 진단 정확도는 93%로 동일한 환자 25명을 대상으로 실시한 혈액검사(69%)는 물론 췌담도 내시경 조직검사(71%)에 비해 우수했다.

조중현 교수는 “이번 연구를 통해 담도암 진단 표지자를 발굴할 수 있었을 뿐만 아니라 기존 방법보다 높은 진단 정확도를 자랑하는 액체 생검 진단 기술을 하버드 의과대학과 개발할 수 있었다”며 “연구팀은 검사의 정확도를 검증하고 환자의 편의를 개선하기 위해 더 많은 담도암 환자의 담즙과 혈액을 이용한 액체 생검 연구를 이어가고 있다”고 말했다.