분당서울대병원과 마크로젠 공동연구팀이 지난 5월 미국암연구협회(AACR)의 국제학술지 ‘암 면역학 연구(Cancer Immunology Research)에 발표한 ‘폐암면역항암제 신규 바이오마커 발굴’에 대한 후속 연구결과를 네이처 자매지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 온라인판에 10월 1일자로 발표했다.

분당서울대병원 정밀의학센터(서정선 석좌교수, 김아름 연구원), 서울대병원(김영태 흉부외과 교수), 마크로젠(신종연 수석연구원) 공동연구팀은  폐편평상피세포암에 한정됐던 연구범위를 폐선암까지 확대한 것으로 기존 ‘차세대염기서열분석(NGS, next generation sequencing) 기반 RNA 분석법’의 면역함암제 바이오마커 활용 가능성을 모든 종류의 폐암으로 확대할 수 있음을 밝혀냈다. 이를 바탕으로 폐선암에서도 면역항암제에 효과적인 환자군을 선별할 수 있음을 세계 최초로 규명했다.

분당서울대학교병원 연구팀은 한국인 폐암 환자의 폐편평상피세포암 조직(101명)과 폐선암 조직(87명)에서 RNA를 추출해 NGS기술로 분석한 뒤 면역유전자 발현량 패턴을 비교·분석했다. 그 결과, 암세포 주변의 종양미세환경(TME, tumor micro environment)과 폐암의 80~85%를 차지하는 비소세포폐암(폐편평상피세포암, 폐선암) 사이의 밀접한 연관성을 확인했다.

두 폐암 조직의 RNA를 분석해 유전자발현량 데이터를 비교하면 환자군의 특성이 크게 두 개의 그룹으로 구분되는 공통점이 나타났다. 하나는 암 환자의 면역반응과 유사한 패턴을 보이는 ‘면역저하그룹(A그룹)’, 다른 하나는 정상인의 면역반응과 유사한 패턴을 보이는 ‘면역항진그룹(B그룹)’이었다.

연구팀은 면역항진그룹에서 나타나는 과발현 유전자가 어떤 면역과 관련된 것인지를 확인하기 위해 기존에 알려진 데이터와 알고리즘을 통해 면역세포를 역추적했다. 폐편평상피세포암은 M2대식세포(M2 Macrophage)가, 폐선암은 면역조절B 세포(Regulatory B Cells)가 종양미세환경을 형성해 암 증식에 도움을 준 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 폐암의 면역적 특이성을 파악하는 방법과 폐암 면역항암제에 효과적인 환자군을 선별하는 진단검사법을 고안했으며, 모든 폐암에 대한 면역항암제 바이오마커로 활용할 수 있는 가능성을 제시했다.

서정선 분당서울대병원 정밀의학센터 교수는 “암세포 속 면역 유전자 발현량을 확인하는 ‘NGS 기반 RNA 분석법’이 폐암 환자에게 적합한 면역항암제를 선택하는 데 도움을 줄 수 있다”며 “원인이 밝혀지지 않은 악성 종양의 면역체계와 암 사이의 관련성을 밝혀내는 연구와 함께 개인맞춤형 면역항암 치료제 및 진단검사법 개발연구에 기여할 것”이라고 말했다.

연구팀은 이번 발굴한 바이오마커에 대해 국제특허를 출원한다. 후속 연구를 통해 전암(pan-cancer) 단계에서 면역항암제 바이오마커로 활용할 수 있는지 임상적용 가능성을 타진할 계획이다. 또 이 유전자 면역정보를 이용해 면역항암제 효과증진을 위한 백신개발도 추진할 방침이다.