융합생명공학과 전영준 교수, 세계 최초
폐암 환자 맞춤형 방사선 표적치료 가능성 제시  

[그림1] 전영준 교수

융합생명공학과 전영준 교수 연구팀은 Stanford 의과대학과 공동연구를 통해 항산화의 주요 기작인 KEAP1-NFE2L2 Pathway의 활성 정도가 방사선 치료를 이용한 폐암 환자의 치료 후 예후 판단에 주요한 요소임을 규명하고, 세계 최초로 폐암 환자 맞춤형 방사선 표적치료 가능성을 제시했다고 밝혔다. 

현재까지 환자 맞춤형 항암 치료는 화학적 항암치료법에 초점이 맞춰진 반면, 방사선 치료법에는 그 가능성이 타진된 적이 한 번도 없었다. 이에 연구팀은 폐암 환자 230여명을 NGS(Next Generation Sequencing, 차세대 염기서열 분석) 기술을 이용하여 분석하였으며, 그 결과 KEAP1/NFE2L2의 유전자에 돌연변이를 가진 환자군에서 방사선 치료 후 높은 재발율과 상관성을 확보하였다. 

[그림2] 연구 모식도
232명의 폐암 환자 중 방사선 치료를 받은 97명의 환자들로부터 샘플을 채취하여 유전자를 분석하고 재발한 그룹과 치료된 그룹으로 나누어 암 재발인자를 규명함(1). 이를 검증하고자 세포생물학적 방법(2, 그림2 참조)을 이용하여 방사성 저항 인자를 찾고, 이를 극복하기 위한 방안을 연구함(3).  
※ 그림 발췌: Cancer Discovery DOI:10.1158/2159-8290.CD-20-0282

또한 유전자 가위 기술 등을 이용하여 KEAP1-NFE2L2가 방사선 인자이며, 동시에 폐암 환자에서 자주 발견되는 비이상적 Glutamine 대사에 의한 것임을 밝혔다. 나아가 연구팀은 이를 저해하는 인자를 이용해 방사선 저항성을 극복할 수 있음을 제시하였다. 

본 연구는 방사선 치료 역시 개인의 유전적 배경에 따라 치료방법에 변화를 주어야 한다는 새로운 패러다임을 제시함으로써 폐암 환자의 치료 효과를 극대화하는 데 기여하는 것은 물론, 해당 개념을 다른 암종에 적용하는 가능성을 제시한 결과로 평가받고 있다. 

현재 연구팀은 차세대 동력으로 잘 알려진 Artificial Intelligence - Biotechnology를 연계한 교육 프로그램 개발에 힘을 쏟고 있으며, 향후 이를 기반으로 혈액 생검(Liquid biopsy) 및 Machine learning 기법 등을 발전시켜 환자 개인별 항암 치료 반응성을 대응할 수 있는 새로운 방식의 분석법을 성균관대 의과대학 및 삼성서울병원과 Stanford 의과대학과 함께 개발할 예정이다.

[그림 3] KEAP1-NFE2L2와 방사성 치료 저항성과의 상관성 분석을 위한 연구 모식도
※ 그림 발췌: Cancer Discovery DOI:10.1158/2159-8290.CD-20-0282

본 연구는 한국연구재단 개인 기초연구 사업(NRF-2020R1F1A1071579)의 지원으로 이뤄졌으며, 연구 결과는 Oncology 관련 최고 권위지인 Cancer Discovery (Impact factor 29.497)에 10.18(일) 온라인 게재되었다.