재료硏, 암유전자 검출 액체생검 플랫폼 개발
“조직검사보다 부담 적고 재발 관리에 유용”

혈액. 게티이미지뱅크

혈액과 소변만으로 암 유전자를 검출할 수 있는 진단 기술을 국내 연구진이 개발했다.

이 기술은 조직검사보다 환자 부담이 적고 암 재발 여부를 추적 관리하는 데 활용할 수 있어 차세대 액체생검 기술로 주목받고 있다.

국내 연구진이 초기 대장암 환자의 혈액·소변에서 암유전자(KRAS 돌연변이)를 초고감도로 검출할 수 있는 플라즈모닉(Plasmonic·금속 나노구조와 빛이 상호작용할 때 발생하는 광학적 현상을 이용한 기술로 초고감도 바이오센서 소재에 활용) 기반의 액체생검(체액을 이용해 암과 관련된 유전자 등을 검사하는 방법) 플랫폼을 개발했다.

한국재료연구원(KIMS) 바이오·헬스재료연구본부 이민영·박성규 박사 연구팀은 초기 대장암 환자의 혈액과 소변에서 암유전자(KRAS 돌연변이)를 초고감도로 검출 가능한 플라즈모닉 기반의 액체생검 플랫폼을 개발하는 데 성공했다고 17일 밝혔다.

앞서 이 연구팀은 폐암 환자의 혈액에서 돌연변이 유전자(EGFR)를 초고감도로 검출할 수 있는 플라즈모닉 기반 액체생검 기술을 개발한 바 있다.

연구팀은 해당 플랫폼을 대장암의 주요 암유전자인 KRAS 분석으로 연구 범위를 확장했고, 혈액뿐만 아니라 소변에서도 암유전자를 검출했다는 것이 이번 연구의 성과라고 설명했다.

액체생검은 혈액이나 소변만으로 암유전자를 분석하는 검사로, 암 조직을 직접 떼어내는 조직검사보다 환자에게 부담이 적다. 또 반복 검사가 가능해 암 조기진단과 재발 모니터링에 유용하다.

하지만 초기 암 환자의 혈액과 소변에는 암유전자가 아주 적고 미세하게 존재하기 때문에 기존 유전자 증폭(PCR) 기반 기술이나 초고심도 차세대염기서열분석(NGS) 기술로는 검출 민감도, 분석 비용·시간 면에서 한계가 있었다.

이에 연구팀은 플라즈모닉 신호 증폭 기술과 선택적 유전자 증폭 기술을 결합, 미량의 KRAS 돌연변이를 고감도로 검출할 수 있는 액체생검 플랫폼을 개발했다.

이 플랫폼은 금속 나노구조 기반의 플라즈모닉 마이크로어레이(microarray)를 활용해 미세한 광신호를 증폭시키고, 정상 유전자 사이에 섞인 극소량의 돌연변이 유전자를 선택적으로 구분·검출할 수 있게 설계한 것이 특징이다.

연구팀은 향후 췌장암 등 다양한 암종으로 플랫폼 적용 범위를 확대하고, 기술이전과 사업화를 추진할 계획이다.

이민영 IMS 선임연구원은 “향후 다양한 암종에 적용 가능한 정밀진단 플랫폼으로 발전시켜 암 조기진단과 재발 모니터링에 활용할 계획”이라고 말했다.

박성규 글로벌 TOP 전략연구단장은 “플라즈모닉 소재와 바이오진단 기술의 융합으로 차세대 정밀진단 플랫폼을 고도화하겠다”고 밝혔다.

이 연구 결과는 정밀의료 분야 국제 학술지인 ‘엔피제이 프리시전 온콜로지(npj Precision Oncology)’에 지난달 2일자로 온라인판에 게재됐다.

이승구 온라인뉴스 기자 [e-mail]