국내 연구진이 참여한 국제 공동 연구팀이 난치성 폐암의 개인 맞춤형 치료가 가능한 물질 171개를 발견했다. 폐암 치료에 새로운 돌파구가 마련될지 기대된다.
흡연이 가장 중요한 발병요인으로 알려진 폐암은 최근에는 미세먼지의 기승으로 비흡연자도 안심할 수 없게 됐다. 난치암으로 암중의 암으로 불리는 폐암이 더욱 무서운 것은 치사율 또한 높다는 것이다. 2017년 기준 국내에서 인구 10만 명당 35명이 폐암으로 사망했다. 폐암은 전이되기 시작하면 항암제를 통해 치료를 시작하는데, 이때 '개인 맞춤' 표적 치료가 주목받는다.
한국보건산업진흥원에 따르면 연세의대 김현석 교수 연구팀과 미국 텍사스주립대학 연구팀이 공동으로 대규모 화학유전체 분석플랫폼을 개발해 난치성 폐암의 개인 맞춤 치료물질 171개를 발굴했다.
표적 치료는 암세포에서만 발현되는 특정 표적을 공격하여 부작용은 적고 효과는 큰 항암 치료법으로 알려져 있다. 표적 치료는 암세포만 집중 공격한다는 점에서 뛰어난 항암 치료제지만, 소수에 대해서만 약제가 개발되어 있다.
대다수의 암 환자가 치료 혜택을 받으려면 현재보다 훨씬 많은 수의 표적 치료제 개발이 필요하다. 하지만 기존의 표적 치료제 개발과정은 단일 타깃에 장기간에 걸친 기초 연구와 약물 스크리닝을 거쳐야 하므로 많은 비용과 시간을 필요로 했다.
이번 연구팀은 전체 100가지 종류의 다양한 폐암 세포주를 대상으로 20만 종 이상의 소분자물질 스크리닝 데이터와 유전체 빅데이터의 통합분석을 실행했다. 그 결과, 항암효능을 갖는 171개의 표적 치료 후보물질과 동반진단법을 동시에 발굴했다.
특히, 표적 치료 방법이 없었던 KRAS/KEAP1 동시 변이, NOTCH2 변이 세포의 경우, 항암물질 발견과 더불어 표적 치료를 가능케 하는 타깃단백질과 약물 작용기전을 추가로 밝히는 데에 성공했다.
KRAS와 KEAP1 유전자의 변이는 각각 폐암을 유발하는 주요 원인으로 알려져 있다. 전체 폐선암환자의 6%는 두 유전자의 암 돌연변이를 동시에 갖고 있다는 통계가 있다. KRAS/KEAP1 동시 변이 암세포 표적 치료 후보물질은 해당 암세포에서 선택적으로 활성화되어있는 GLUT8에 의한 포도당 흡수를 억제하고 세린 생합성을 저해하는 기전을 통해 암세포를 사멸시키는 것으로 확인됐다.
NOTCH2 유전자의 변이 혹은 소실은 전체 폐선암환자 종양의 5% 이상에서 관찰된다. NOTCH2 변이 암세포에서 당질 코르티코이드는 수용체에 결합하여 HES1을 저해하고 결과적으로 당질 코르티코이드 수용체의 피드백 활성화를 통해 암세포분열을 억제한다고 밝혀졌다.
연구를 주도한 김현석 교수는 "이번 연구는 장기간이 소요되었던 기존의 표적 치료제 개발 기간을 획기적으로 단축시킬 수 있는 가능성을 제시한 것"이라고 설명했다. 김 교수팀은 이번 연구에서 발굴한 신약후보 물질의 임상 적용성을 검증하는 후속연구도 진행 중이다.
이 연구(Chemistry-first approach for nomination of personalized treatment in lung cancer)는 생명과학 분야 최고 권위지인 '셀 (Cell)' 저널 온라인판에 게재됐다.
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