2014. 10. 15. 18:53ㆍ과학 이야기
폐암의 긴 잠복기 19:00 09 October 2014, by Michael Slezak, NewScientist 폐암의 주원인은 흡연이다. (Image: Du Crane Medical Imaging Ltd/SPL)
폐암은 사람의 폐에 수십 년 동안 잠복해 있을 수 있으며, 잠복하고 있는 동안 다양한 형태로 발전하고 확산될 준비를 한다. 으스스한 이야기 같을지 모르지만, 사실은 폐암 치유를 위한 열쇠가 될 수도 있다. 조기 발견 가능성을 높여주며 전이를 막고 예방 치유가 가능할 수도 있다. 폐암은 세계적으로 치명적인 암이며, 그러면서도 가장 연구가 되지 않고 있다. 대부분의 환자들은 폐암이 이미 확산 기에 든 상태에서 진단을 받기 때문에, 일단 진단을 받으면 1년 이상 생존하는 경우는 3분의 1 이하다. 그러나 이제 그 같은 구도에 변화를 줄 수 있다. 연구 결과에 따르면 폐암의 유전적 씨앗이 폐에서 수십 년 동안 잠복하고 있으며, 따라서 폐암 조기 진단 가능성이 보인다고 한다. 그러나 또한 이번 연구에 따르면 일단 폐암이 확산기에 접어들면 대단한 양의 유전적 다양성을 갖고 있어서 동시에 여러 가지 질병으로 진화하게 된다고 한다. 이번 연구가 진행된 런던의 영국암연구소(Cancer Research UK) 소장 닉 존스(Nic Jones)는 초기에 폐암을 발견하고 확산되기 전에 치유한다면 더 많은 사람을 살릴 수 있다고 한다.
진화계보를 그리다. 영국암연구소의 찰스 스완톤(Charles Swanton) 연구팀은 가장 흔한 형태의 비(非) 소세포 폐암(non-small-cell lung cancer) 환자 7명의 종양을 연구했다. 흡연자나 비흡연자 모두에게 나타나는 암이다. 그들은 종양 여러 부위에서 유전체(genome) 서열을 분석하여 진화계보를 재구성했다. 모든 세포와 이들 세포의 모든 영역에서 돌연변이가 나타나는 경우를 조사했고, 일부 세포와 이들 세포의 일부 영역에서만 돌연변이가 나타나는 경우를 조사했다. 그리고는 이들을 비교하여 어떤 돌연변이가 종양의 진화계보 밑동에 있는가를 재구성할 수 있었다. 이들이 진화하면 나중에 다양한 줄기와 잎을 형성한다. 그런데 과거 흡연 경력이 있던 두 사람에게서 특별히 흥미로운 점이 나타났다. 흡연은 명확하게 종양 내 돌연변이를 야기한다. 두 사람이 담배를 언제 끊었는가를 알기 때문에 연구원들은 진화계보 상에서 흡연과 연관된 돌연변이가 나타난 때를 대상자들의 과거 시점으로 연결시킬 수 있었다. 이로부터 암 확산을 허용하는 많은 중요 돌연변이가 대상자들이 아직 흡연을 즐기던 20년 전에 이미 발달하기 시작했음이 밝혀졌다. 20년 전 환자들의 몸에 어떤 일이 진행되고 있었는지 알기는 불가능하다. 즉, 이들 돌연변이로 인하여 암 덩어리가 즉시 나타나기 시작했는지, 혹은 암이 나중에 시작되었는지를 알 수는 없다. 그러나 어느 쪽이든 암과 관련된 많은 유전적 특성이 실제로 어떤 증상이 나타나기 전에 이미 존재한 것이다.
종양의 양면성 다음으로 연구원들은 종양 진화계보의 가지와 잎을 조사했다. 각각의 종양에서 여러 부위를 조사해 보니, 어떤 중요한 암 관련 돌연변이는 한 부위의 모든 세포에서 나타났지만, 그러나 다른 부위에서는 전혀 나타나지 않았다. 이는 치유를 어렵게 만든다. 예를 들어 어떤 사람의 종양 부위 한 곳에서 조직 검사를 하면 어느 특정 타입의 화학치료를 해야 하지만, 그러나 또 다른 부위에서 조직검사를 하고서는 완전히 다른 타입의 약물을 처방하게 되는 것이다. 이렇게 어느 한 쪽 방법으로 환자를 치유하게 된다면, 다른 부위에 대해서는 무방비 상태가 되는 것이다. 유전체의 다양성은 종양 잠복기가 중요함을 가르친다. 거의 대부분의 폐암은 뒤늦게 진단되며, 일반 그 단계가 되면 이들 다양한 유전적 차이가 치유를 어렵게 만든다고 스완톤은 말한다. 따라서 어떤 것이든 조기에 폐암을 진단할 수 있다면 결과에 큰 차이를 가져오게 된다고 한다. 한 가지 옵션으로는 폐암 고위험군인 현재 혹은 과거 흡연자들을 검진하는 것이다. 미국인 55,000명이 CT를 통해서 해마다 검진하여 좋은 결과를 얻고 있고, 유럽에서도 지속적으로 연구되고 있다. 스완톤 연구팀은 유전적 소인(predisposition)을 뽑아내는 혈액검사를 통해 훨씬 조기에 폐암을 검진할 가능성을 열어 놓고 있다. 그런 테스트라면 세포가 혈액으로 내놓는DNA에서 흡연이나 기타 폐와 관련된 돌연변이를 조사할 수 있다. 순환 종양 DNA(circulating free DNA)를 분자 한 개 정도까지의 해상도로 다루는 회사도 있으므로 이 방법이 그리 동떨어진 방법은 아니다. 이 방법이 임상적으로도 유용하고 동시에 비용도 적당할 것이란 사실을 증명해야겠지만, 그러나 미국의 경우 폐암 환자 대부분의 비용이 마지막 두 주에 지출되는 것을 감안하면, 이 같은 조기 암 검진에 타당성이 있다고 스완톤은 말한다. 적어도 이 방법은 정기적인 CT 검진이 필요한 고위험군 대상자를 분류해낼 수 있고, 반대로 불필요한 검진을 줄일 것이다.
면역성 저하 그렇다면 오랫동안 잠복기에 있다가도 증상이 감지될 정도로 폐암을 유발하는 것은 무엇인가? 아직은 그 답을 모른다. 현재로서는 모두 추측일 뿐이라고 스완톤은 말한다. 그러나 두 가지 가능성이 제기된다. 그 하나는 다른 많은 돌연변이 끝에 나타나서 모든 유전적 수단을 동원하여 세포를 악의적으로 만드는데 필요한 수단을 갖춘 세포를 찍어내는 최후의 한 가지 돌연변이라고 호주 시드니 가반연구소(Garvan Institute)의 데이비드 토마스(David Thomas)는 말한다. 혹은 노화에 따른 신체 면역 감시 능력의 전반적 저하 때문이라고 스완톤은 말한다. 면역 시스템이 정상 작동하면 돌연변이를 제거할 수 있다고 우리는 알고 있다. 그리고 암이 진화하여 살인자가 되는 한 가지 비결은 신체의 면역 시스템을 피하는 것이다. 따라서 노화된 면역 시스템은 암으로 하여금 자유를 허락하게 되는 수가 있다. 돌연변이와 면역 시스템의 노화는 가장 먼저 짚어볼 가능성들이라고 텍사스 대학 오스틴 캠퍼스의 암예방연구소 앤드류 퓨트리얼(Andrew Futreal)은 말한다. 그리고 두 가지가 각자 원인이 될 수도 있지만 함께 원인이 될 수도 있다. 스완톤의 면역 시스템 이론이 맞다면, 폐암 예방을 위해 면역요법을 사용할 수 있다. 암 증상이 나타나기 전에, 그리고 종양의 유전적 다양성이 나타나기 전에 최대한 일찍 면역 시스템을 강화시키는 것이다. 이를테면 골초들이나 과거 흡연 경력자들에게 6개월 동안 T-면역세포가 나타나도록 면역조절 약물(immunomodulatory compound)을 처방하고 그래서 새로운 통제 집단 대비 폐암 발병자가 주는가를 비교할 수 있다. 토마스도 같은 아이디어를 갖고 있다. 원칙적으로 항암화학요법 가능성이 있을 수 있다고 그는 말한다. 근원 부분이 치유가능하다면 잠재적 고위험군 환자들을 생각해 볼 수 있다. 아직 폐암 진단도 나지 않은 환자들의 면역 시스템에 어설프게 손을 대는 위험한 전략일 수 있지만, 그러나 폐암의 예상인 만큼, 그럴 가치가 있다고 그는 말한다. Journal reference: Science, DOI: 10.1126/science.1253462
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- 네이버 블로그 <Physics of Dream> hansyoo 님의 글 중에서 전재..
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