사진 왼쪽부터 홍성회, 김현구, 정혜선, 최병현 교수

[라포르시안] 혈액 검사만으로 폐암을 조기 진단할 수 있는 획기적인 방법이 나왔다. 고려대학교는 홍성회 바이오시스템의과학부 교수 연구팀이 혈액 검사를 통해 폐암을 진단할 수 있는 ‘GCC2 바이오 마커’를 개발했다고 22일 밝혔다.

GCC2(grip and coiled-coil domain-containing protein 2)는 세포 내 골지체에 존재하는 소낭-막 결합 유도 단백질로 소포체를 막과 가깝게 해 결합을 유도하는 역할을 한다

폐암은 세계적으로 가장 높은 발병률과 사망률을 기록하고 있으며 진단 시기에 따른 5년 생존율이 높지 않다.

생존율을 높이기 위해서는 조기 진단이 가장 효과적이다. 매년 폐암 검진 가이드라인을 권고하고 있지만 흉부 X-선, 저선량 컴퓨터 단층촬영(low-dose computed tomography), 양전자방출 단층촬영(positron emission tomography) 등은 많은 비용이 소요될뿐만 아니라 방사선 노출 위험이 있어 반복해 진행하기가 힘들다.

연구팀은 세포주에서 얻은 엑소좀의 특성 분석(western blotting, 전자현미경, NTA) 및 단백체 분석을 통해 선정한 바이오 마커 GCC2의 발현량을 엑소좀에서 확인한 결과 정상세포주인 HPAEpiC에서는 검출되지 않고 폐암세포주에서만 검출되는 것을 확인했다.

따라서 폐암 조기 진단을 위해서는 위험도가 낮은 혈액 등 액체생검과 바이오마커를 이용한 진단법이 절실하다. 고대 연구팀이 발굴한 GCC2 바이오 마커는 폐암 조기진단에 뛰어난 성능을 보일 뿐만 아니라 말초 혈액에서 얻을 수 있는 GCC2+ 엑소좀 확인을 통해 증상이 없는 사람들을 대상으로 기본 혈액 검사만으로도 빠른 폐암 진단 가능성을 보여줬다.

환자 조직을 채취해 검사하는 조직 생검(tissue biopsy)이 불필요한 방법으로 환자가 폐암 진단을 위해 감수해야 하는 불편과 위험을 최소화할 수 있다. 세포가 분비하는 작은 소포체인 엑소좀은 세포의 다양한 세포물질을 포함하고 있다. 연구팀은 정상 및 비소세포폐암(NSCLC) 세포가 분비하는 엑소좀을 서로 구별하는 새로운 바이오마커 GCC2 단백질을 발굴했다.

GCC2 단백질은 세포내 골지체(Gogi Apparatus)에 존재하는 막 단백질로써 세포 내 수송 역할을 수행한다. 해당 마커는 단백체 분석을 통해 폐암 세포주에서만 검출됐고, 폐암 병기 진행에 따라 증가하는 추세를 보였다. 따라서 폐암 병기 초기단계에서 유의하게 높은 발현증가를 보여 폐암 진단에 탁월한 성능을 보였다.

폐암 초기(병기 1기) 비소세포폐암 환자 혈장으로부터 분비된 엑소좀의 GCC2 단백질 발현양은 건강한 대조군보다 유의하게 높았다. 연구팀은 수신자 작동 특성 곡선(Receiver Operating Characteristic curve·ROC curve)을 통해 엑소좀 GCC2의 진단 민감도(sensitivity)와 특이도(specificity)를 진단한 결과 각각 90%와 75%로 나타났다.

연구팀은 환자 혈장에서 엑소좀 마커인 CD63과 GCC2 발현량을 비교한 결과, 폐암 병기가 진행될수록 GCC2 발현량이 증가하는 것을, 또한 T1aN0-T1bN0 (stage1) 폐암 환자를 대상으로 한 ROC 분석 결과는 민감도 90%·특이도 75%로 조기진단 마커로서의 우수성을 확인했다.

ROC 값 0.844는 GCC2 단백질이 정상 및 폐암 세포에서 분비된 엑소좀을 효과적으로 구별할 수 있다는 뜻이며, GCC2가 비소세포폐암를 조기에 진단할 수 있는 바이오마커임을 증명한다.

연구책임자인 홍성회 고대 바이오시스템의과학부 교수는 “폐암 환자 생존율을 높이기 위해서는 조기 진단이 중요하지만 조직 생검 등 방식은 환자에게 부담이 많이 간다. 이번에 개발된 혈액을 통한 폐암 진단 방식은 환자들에게 안전하면서도 조기진단을 통해 생존율을 높일 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 고대 연구중심병원사업 및 바이오의료기술개발사업 지원을 받아 수행됐다.

해당 연구 논문(GCC2 as a New Early Diagnostic Biomarker for Non-Small Cell Lung Cancer)은 지난달 31일 종양학(oncology) 분야 학술지 ‘cancers’ 온라인 판에 게재됐다.

정희석 기자  leehan28@rapportian.com

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