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환자의 실제 종양 특성을 보다 충실하게 반영하는 차세대 암 모델이 대규모 연구자원으로 공개됐다. 미국 국립보건원은 8월 5일 국제 공동연구진이 25개 암종에 걸친 환자 유래 암 모델을 정리해 정밀치료 연구에 활용할 수 있는 기반을 마련했다고 발표했다. 이번 자료는 인간암모델이니셔티브가 장기간 구축해온 연구성과다.
미국 국립암연구소가 공개한 연구자료에 따르면 국제 연구진은 환자 2780명에게서 얻은 조직을 바탕으로 665개의 환자 유래 암 모델을 구축했다. 이 가운데 522개 모델에는 비교적 종합적인 임상자료가 연결됐고, 희귀암 모델 153개와 비유럽계 참여자에게서 얻은 모델 71개도 포함됐다. 기존 연구자원에서 부족했던 희귀암과 다양한 인구집단의 대표성을 넓혔다는 점이 주목된다.
차세대 암 모델에는 종양세포를 입체적으로 키운 오가노이드와 조건부 재프로그래밍 세포, 신경구 형태의 모델 등이 포함된다. 오가노이드는 환자 조직에서 얻은 세포를 3차원으로 배양해 실제 장기와 종양의 일부 구조를 재현하는 방식이다. 평면에서 오랫동안 자란 기존 암세포주보다 원래 종양의 유전적·생물학적 특성을 더 잘 유지할 가능성이 있다.
연구진은 원래 환자의 종양과 정상조직, 배양된 모델의 전장유전체와 엑솜, 유전자 발현, 메틸화 정보를 비교했다. 이를 통해 모델이 배양 과정에서 원래 종양의 특성을 얼마나 유지하는지 확인하고, 특정 유전자 변이와 약물 반응을 연결할 수 있는 기반을 마련했다. 암 모델과 임상·분자 자료는 국립암연구소의 데이터 플랫폼을 통해 연구자들이 활용할 수 있다.
이러한 모델은 새로운 항암제 후보를 환자에게 투여하기 전에 효과와 내성을 시험하는 데 활용될 수 있다. 같은 장기의 암이라도 유전자 변이와 면역환경에 따라 치료 반응이 다르기 때문에 종양 유형만으로 약물을 선택하는 데에는 한계가 있다. 환자의 종양과 유사한 모델에서 여러 치료조합을 비교하면 임상시험에 진입할 후보를 보다 정교하게 선별할 가능성이 있다.
다만 암 모델에서 효과가 확인된 약이 실제 환자에게 동일한 효과를 보장하는 것은 아니다. 배양된 오가노이드는 혈관과 면역세포, 주변 조직이 완전히 재현되지 않을 수 있으며 약물이 체내에서 흡수되고 대사되는 과정도 반영하기 어렵다. 연구용 모델은 치료를 대신하는 검사가 아니라 임상시험의 성공 가능성을 높이기 위한 전임상 도구로 이해해야 한다.
임상정보와 유전체 자료를 함께 공개할 때 개인정보 보호도 중요하다. 연구자들은 기증자의 신원을 보호하면서도 암의 진단 시기와 치료 이력, 반응 정보를 분석할 수 있어야 한다. 국립암연구소는 공개 접근자료와 승인이 필요한 통제자료를 구분해 관리하고 있으며, 생식세포 변이 등 개인 식별과 관련될 수 있는 정보는 별도의 절차를 거치도록 하고 있다.
이번 모델집은 특정 항암제를 바로 추천하는 진단서비스가 아니라 전 세계 연구자가 같은 기준의 암 모델과 데이터를 공유할 수 있도록 만든 연구 인프라다. 연구기관마다 다른 세포주를 사용해 결과가 재현되지 않던 문제를 줄이고, 희귀암처럼 환자 수가 적어 연구가 어려웠던 분야의 치료 후보를 찾는 데 도움을 줄 수 있다.
암 정밀의료가 발전하려면 유전자검사뿐 아니라 실제 종양이 약물에 어떻게 반응하는지를 확인하는 기능적 연구가 함께 필요하다. 환자 유래 암 모델 665개의 공개는 실험실에서 확인한 발견이 임상치료로 이어지는 간극을 줄이는 중요한 출발점으로 평가된다.
