액체 생검(Liquid Biopsy)은 혈액을 통해 종양등의 유전체 이상을 진단하는 최근의 의학 연구 및 치료에서 주목받는 혁신적인 기술입니다. 액체 생검의 원리와 기본적인 내용을 알아보고, 이를 통해 어떻게 종양을 검출하고 치료하는지 예를 통해 살펴보겠습니다.
고형암의 경우 진단과 치료에서 조직 검사는 중요한 역할을 합니다. 전통적인 조직 바이옵시는 종양 조직을 직접 채취하여 진단을 위한 조직학적 검사를 수행하는 방법입니다. 하지만, 모든 환자에서 조직 바이옵시가 쉽게 이루어지지 않습니다. 일부 환자는 위치적, 해부학적 또는 기타 의학적 요인으로 인해 조직 바이옵시가 어려울 수 있습니다. 이러한 상황에서 액체 생검은 중요한 대안이 될 수 있습니다. 액체 생검은 환자의 혈액에서 종양 DNA나 종양세포를 검출하는 방법입니다.
암 환자의 경우 특히 암의 병기가 높을수록, 악성세포가 혈류로 유입이 늘어나며 혈액에서 발견될 수 있습니다. 이러한 종양 DNA나 종양세포를 분석함으로써 암의 유무, 암의 유형, 변이 및 기타 중요한 정보를 파악할 수 있습니다.
액체 생검의 장점 중 하나는 비침습적 방법으로 진행된다는 것입니다. 전통적인 조직 바이옵시는 수술이나 특별한 장비가 필요한 경우가 많지만, 액체 생검은 혈액 채취만으로 가능하기 때문에 환자에게 부담이 적습니다. 또한, 조직 바이옵시를 통해 얻은 정보는 바이옵시가 취해진 위치의 정보만을 제공하지만, 액체 생검은 전체적인 종양의 상태에 대한 정보를 제공할 수 있습니다.
암환자의 혈액 샘플을 보내면 종양의 특성을 분석해 주는 회사로는 대표적으로 미국의 가던트헬스(Gardant Health)사가 있고 국내에는 아이엠비디엑스(IMBDx)라는 회사가 액체 생검 암 진단 개발을 전문으로 합니다. 미국의 일루미나(Illumina) 사와 같은 회사에서는 병원이나 진단 검사 수탁 회사에서 사용할 수 있는 키트 제품을 판매하기도 합니다.
1. 액체 생검의 원리
액체 생검은 고전적인 생검 방법(조직을 직접 채취)의 대안으로서, 환자의 혈액이나 기타 체액에서 암의 징후를 찾는 방법입니다. 이 기술의 핵심은 순환 종양 세포(Circulating Tumor Cells, CTCs) 또는 순환 종양 DNA(Circulating Tumor DNA, ctDNA)와 같은 유해한 생물학적 표지자를 감지하는 것입니다. 여기에는 NGS(Next Generation Sequencing), 즉 DNA 또는 RNA의 전체 염기서열을 정확하게 그리고 단시간에 대량을 읽어내는 기술이 활용 됩니다. 입니다. 분석된 대량의 데이터를 바탕으로 종양 특이적인 ctDNA의 유전적 변화를 높은 해상도로 분석하고, 암의 특성 및 진행 상황을 파악할 수 있습니다.
2. 액체 생검의 기본적인 내용
- 순환 종양 세포(CTCs) CTCs는 악성 종양에서 탈락하여 혈액 속을 돌아다니는 세포들입니다. 이들은 암의 확산과 전이에 중요한 역할을 하는 것으로 여겨져, 감지될 경우 암의 진행 상황이나 예후를 판단하는 데 중요한 단서가 될 수 있습니다.
- 순환 종양 DNA(ctDNA) ctDNA는 암 세포에서 파괴되거나 방출된 DNA 조각들입니다. 이 DNA는 혈액에서 그 분율이 일반 세포에서 나오는 DNA 조각에 비해 매우 작기 때문에, 고도의 민감성과 정밀도가 필요한 기술을 사용하여 감지해야 합니다.
3. 종양 검출에 응용
액체 생검을 통해 CTCs와 ctDNA를 탐지하면, 그 결과를 바탕으로 다양한 진단 및 예후 판단 정보를 얻을 수 있습니다.
- 조기 진단 전통적인 방법으로는 감지하기 어려웠던 초기 단계의 암을 발견할 수 있습니다. 특히 ctDNA의 농도나 변화를 통해 암의 초기 발생을 감지하는 것이 가능하게 되었습니다. 초기 암을 진단하기에는 조금 더 기술의 안정이나 발전이 요구될 수 있으나, 수요가 큰 시장입니다. 미국의 그레일(Grail)사가 이 분야에서는 높은 수준의 제품을 출시하여 연구를 지속하면서 미국과 영국 시장에 공급하고 있습니다.
- 예후 판단 CTCs의 수나 종류를 바탕으로 환자의 예후를 판단할 수 있습니다. 높은 수의 CTCs가 발견되면 암의 진행이 빠를 수 있음을 나타냅니다.
4. 치료 선택에 응용
액체 생검은 암의 진단뿐만 아니라, 치료 방안 결정과 모니터링에도 큰 도움을 줍니다. 현재 액체 생검은 치료 선택에 가장 안정적이고 활용도가 높으며 조직 검사와 비교해서 정확도도 비슷한 수준으로 높습니다.
- 맞춤형 치료 암의 유전적 특성을 파악하여, 개개인에 가장 효과적인 치료법을 선정하는 데 도움을 줍니다. ctDNA를 분석함으로써 특정 유전자 변이나 알려진 약물에 대한 저항성을 가진 암을 파악하는 것이 가능합니다.
- 치료 반응 모니터링 치료 과정에서 CTCs나 ctDNA의 변화를 지속적으로 모니터링함으로써, 치료의 효과를 실시간으로 평가할 수 있습니다. 이를 통해 치료 방법을 조절하거나 바꾸는 것이 가능해집니다.
결론
액체 생검은 암 진단 및 치료의 패러다임을 바꾸는 혁신적인 기술입니다. 조기 진단부터 예후 판단, 그리고 맞춤형 치료까지, 이 기술의 도입으로 환자들의 생존율과 생활의 질이 향상될 것으로 기대됩니다.
앞으로의 연구와 기술의 발전을 통해, 액체 생검은 암과의 전쟁에서 우리의 중요한 동반자로 자리 잡을 것입니다.