백혈병으로 진단받기 50여 년 전부터 혈액 속에서 암 발생의 씨앗이 자라고 있었다는 연구 결과가 나왔다. 일부 환자는 20세 이전에 이미 암을 유발할 수 있는 유전자 돌연변이가 발생했으며, 이후 수십 년 동안 돌연변이가 축적되면서 백혈병으로 진행한 것으로 추정됐다. 혈액 속 유전자 변화를 추적하면 백혈병 발병 위험을 훨씬 일찍 예측할 수 있다는 가능성이 제시된 것이다.
영국 케임브리지대와 유니버시티칼리지런던(UCL) 공동 연구진은 급성골수성백혈병(AML) 환자 47명의 과거 혈액 검체를 분석한 결과를 11일(현지시간) 국제학술지 《네이처(Nature)》에 발표했다.
급성골수성백혈병은 골수에서 비정상적인 혈액세포가 빠르게 증식하는 혈액암이다. 정상적인 혈액세포가 만들어지는 것을 방해해 빈혈과 출혈, 감염 등을 일으킨다. 병이 빠르게 진행하는 경우가 많지만 암이 발생하기 전 혈액세포에 어떤 변화가 일어나는지는 충분히 밝혀지지 않았다.
연구진은 과거 난소암 검진 임상시험에 참여한 여성들의 혈액 검체에 주목했다. 당시 참가자들이 정기적으로 제공한 혈액이 장기간 보관돼 있어, 훗날 백혈병에 걸린 사람의 혈액이 과거에 어떤 상태였는지 거슬러 올라가 확인할 수 있었기 때문이다.
연구팀은 이후 급성골수성백혈병으로 진단받은 여성 47명과 혈액암이 발생하지 않은 대조군 46명의 검체를 비교했다. 백혈병 환자의 진단 당시 나이는 53~83세였으며, 중앙값은 72세였다. 연구진은 진단 전 최대 15년 동안 채취된 혈액을 초정밀 유전자 분석 기술과 수학적 모형으로 분석해 돌연변이의 발생 시점과 비정상 세포의 증식 속도를 추정했다.
그 결과 백혈병 환자의 약 3분의 2에서 첫 번째 암 관련 돌연변이가 20세 이전에 발생한 것으로 추정됐다. 첫 돌연변이는 평균적으로 백혈병 진단 50여 년 전에 나타났지만, 초기에는 비정상 혈액세포의 수가 두 배로 늘어나는 데 2~7년이 걸릴 만큼 천천히 증식했다.
그러나 추가 돌연변이가 발생하면서 상황이 달라졌다. 새로운 돌연변이가 생길 때마다 해당 세포 집단의 증식 속도는 약 2~3배 빨라졌다. 암 발생에 관여하는 돌연변이 4개를 가진 세포는 불과 몇 주 만에 두 배로 늘어날 수 있는 것으로 분석됐다.
특히 백혈병 환자의 최소 3분의 1에서는 진단 수년 전부터 특정 돌연변이를 가진 혈액세포가 다른 세포를 밀어내고 혈액의 대부분을 차지하는 현상이 관찰됐다. 연구진은 이를 '체세포 선택적 확산(somatic sweep)'이라고 설명했다. 반면 대조군에서는 이러한 현상이 확인되지 않았다.
연구진은 영국 바이오뱅크 자료를 활용한 추가 분석에서도 이 같은 현상과 향후 골수성 백혈병 발생 위험 사이에 강한 연관성을 확인했다.
연구진은 또 이번 연구의 핵심은 백혈병이 갑자기 발생하는 것처럼 보이더라도 실제로는 수십 년에 걸쳐 유전자 변화가 축적될 수 있다는 점이라고 설명했다. 그러면서 혈액 속 돌연변이 세포의 증식 속도를 측정하면 향후 어떤 사람이 백혈병에 걸릴 위험이 높은지 예측하는 데 도움이 될 것으로 기대했다.
연구를 이끈 제이미 블런델 케임브리지대 교수는 "비정상 세포 집단이 형성된 뒤에는 증식 속도가 비교적 일정하게 유지됐다"며 "현재의 증식 속도를 통해 수년 또는 수십 년 뒤의 상태를 예측할 가능성이 있다"고 전했다.
모든 백혈병이 수십 년에 걸쳐 진행하는 것은 아니라는 점도 강조했다. 연구 대상자의 약 20%에서는 진단 1~2년 전까지 뚜렷한 비정상 세포 증식이 확인되지 않았다. 또한 건강한 사람에게도 백혈병 관련 돌연변이를 가진 혈액세포가 존재할 수 있지만, 실제 백혈병으로 진행하는 경우는 일부에 그친다.
연구 대상이 여성 47명으로 제한됐고 돌연변이 발생 시점을 직접 관찰한 것이 아니라 유전체 자료를 바탕으로 추정했다는 점도 한계로 꼽혔다.
