KAIST, 대장암 항암제 내성 극복할 병용 치료타깃 발굴

기사입력 : 2019-05-08 10:47

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조광현 교수 연구팀(사진=KAIST)
대장암의 항암제 내성을 극복할 수 있는 새로운 병용치료 타깃이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 연구팀이 제시한 유전자를 바이오마커로 활용하면 대표적 미식약청(FDA) 승인을 받은 대표적 대장암치료제인 세툭시맙(cetuximab)에 잘 반응할 수 있는 민감 환자군을 미리 선별해 치료할 수 있는 정밀의학 실현을 앞당길 수 있다. 발굴된 유전자들을 표적화하는 신약개발을 통해 내성을 가지는 환자군에 대해서도 새로운 치료전략을 제시할 수도 있다. 특히 세툭시맙 치료 대상에서 제외됐던 KRAS 돌연변이가 있는 환자군에 대해서도 GNB5의 억제를 통해 치료 효과가 있을 수 있을 것으로 기대된다.

KAIST는 이 대학 조광현 바이오및뇌공학과 교수팀이 이같은 성과를 냈다고 7일 발표했다.

대장암은 전 세계적으로 환자 수가 100만명을 넘어섰고 국내에서도 발병률 증가 속도가 10년간 가장 높게 나타나고 있는 질병으로서 암 치료를 위해 항암 치료 과정을 거쳐야 하지만 이 과정에서 강력한 항암치료제 사용에 따른 부작용으로 환자의 몸 상태가 크게 망가지는 현상을 겪어야만 했다.

이에 따라 최근 암세포의 특정 분자만을 표적으로 하는 표적항암제가 개발돼 부작용을 줄이고 효과를 높이고 있다.

문제는 약물에 반응하는 환자가 매우 제한적이며 그나마 반응을 보이더라도 표적 항암치료 후 약물에 대한 내성이 생겨 암이 재발하는 경우가 발생한다는 점이다. 이 때문에 환자별로 항암제에 대한 반응이 매우 달라 환자의 암 조직 내 유전자 변이의 특징에 따라 적합한 치료를 선택하는 정밀의학의 필요성이 커지고 있는 상황이다. 이에따라 대장암 치료의 경우 약물의 효과를 예측할 수 있는 유전자 바이오마커의 여부에 따라 적합한 표적항암제를 처방하는 방식의 치료방식이 대안으로 떠오르고 있다.

FDA 승인을 받은 대표적인 대장암 치료제인 세툭시맙(cetuximab)은 약물 반응성을 예측하는 바이오마커로 KRAS 유전자 돌연변이의 유무가 활용되고 있는데 이 유전자 돌연변이가 없는 환자에게 처방을 권고하고 있다. 그러나 KRAS 돌연변이가 없는 환자도 세툭시맙 반응률은 절반 정도에 불과하고 기존 항암 화학요법 단독시행과 비교해도 평균 5개월의 수명을 연장하는 데 그치고 있다. 오히려 KRAS 돌연변이가 있는 환자에게서 반응성이 있는 경우가 보고되고 있다. 따라서 KRAS 돌연변이 유무 이외의 새 바이오마커가 요구되고 있으며 KRAS 돌연변이가 존재해도 내성을 극복할 수 있는 병용치료 타깃의 발굴이 필요한 상황이다.

이런 가운데 조 교수 연구팀은 유전체 데이터 분석, 수학 모델링, 컴퓨터 시뮬레이션 분석과 암 세포주 실험을 융합한 시스템생물학 연구를 통해 세툭시맙 반응성에 대한 바이오마커로 다섯 개의 새로운 유전자(DUSP4, ETV5, GNB5, NT5E, PHLDA1)를 찾아냈다.

연구팀은 대장암세포에서 각 유전자를 실험적으로 억제한 결과 KRAS 정상 세포에서 발생하는 세툭시맙 내성을 모두 극복할 수 있었다. 특히 GNB5를 억제하면 KRAS 돌연변이가 있는 세포주에서도 세툭시맙 처리에 따른 약물내성을 극복할 수 있음을 밝혔다.

결국 GNB5의 억제를 통해 대장암 환자의 KRAS 돌연변이 유무와 관계없이 세툭시맙에 대한 내성을 극복할 수 있어 GNB5가 효과적인 병용치료 분자 타깃이 될 수 있음을 증명했다.

박상민 박사과정, 황채영 박사 등이 참여한 이번 연구결과는 국제학술지 ‘유럽생화학회저널(FEBS Journal)’의 4월호 표지논문으로 게재됐다.

조 교수는 “지금껏 GNB5 유전자 조절을 대장암의 조합치료에 활용한 예는 없었다”라며 “시스템생물학으로 암세포가 가지는 약제 내성의 원리를 밝히고, 내성 환자군에 대한 바이오마커 동정 및 내성 극복을 위한 병행치료 타깃 발굴을 통해 정밀의학을 실현할 수 있는 새로운 가능성을 제시했다”라고 말했다.


안재민 글로벌이코노믹 기자 jaemin@g-enews.com

안재민 기자 jaemin@g-enews.com

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