KAIST, 세계 최대 규모 '암 데이터베이스' 구축

암세포 이미지. wildpixel/게티이미지뱅크 제공

세계 최대 규모의 암 조직 단일세포 및 공간전사체 데이터베이스가 국내에 구축됐다. 단일세포 및 공간전사체는 모든 유전자의 발현 양상을 개별 세포 단위나 3차원 조직 구조상에서 분석한 데이터다. 세계적으로 암에 관한 빅데이터 수집 및 관리가 화두인 가운데 한국이 암 치료와 연구에 있어 높은 경쟁력을 가질 수 있는 계기가 될 것으로 보인다. 

KAIST는 박종은 의과학대학원 교수, 최정균 바이오및뇌공학과 교수 공동 연구팀이 암 조직 단일세포 및 공간전사체 데이터베이스를 구성하고 이를 바탕으로 이세훈 삼성서울병원 교수 연구팀과 함께 면역 치료의 예후 예측에 중요한 세포의 생태계 타입을 보고했다고 22일 밝혔다.

암은 우리 몸 안에서 스스로 진화하는 특성을 가지고 있어 암 조직 내의 세포 생태계를 구성하는 각 세포의 이질성과 상호작용을 파악하는 것은 중요하다. 

연구팀은 30종 이상의 암종에서 약 1000개의 암 환자 조직 샘플과 500여 명의 정상 조직 샘플에 대한 단일세포 전사체 데이터를 수집해 모든 암에 대한 세포 지도가 총망라된 전 암종 단일세포 지도를 구축했다. 내과 전문의가 직접 암 조직을 구성하는 100여 개의 세포 상태를 규정하고 이들의 발생빈도를 바탕으로 암종별 조직의 상태를 분류했다. 또 미국의 암 환자 공공 데이터베이스(TCGA) 등의 대규모 데이터를 활용해 각 세포 상태가 암 환자의 치료 및 예후에 미치는 영향을 분석했다. 

이번 데이터베이스의 특별한 점은 여러 세포 상태 간의 상호작용 분석을 통해서 암세포 생태계 네트워크를 구축했다는 점이다. 이중 삼차림프구조 구성요소를 포함하는 인터페론 연관 생태계가 암치료를 방해하는 '면역관문'을 억제하는 치료를 받은 여러 암종들에서 면역관문 억제 치료 반응 예측에 효과적임을 확인했다. 림프절과 유사하지만 건강한 조직에서는 형성되지 않는 삼차림프구조는 만성염증, 감염, 암 등이 있는 곳에서 면역 세포들이 조직화되어 형성되는 구조물이다. 

연구를 주도한 박 교수는 “이번 연구를 통해 세계 최대 규모의 암 조직 데이터베이스를 구축했고 이를 바탕으로 면역 치료의 예후 예측에 발전이 있을 것"이라며 "소수의 환자에게 아주 좋은 치료반응을 보이나 일부 환자에게 면역 관련 부작용을 나타내는 면역 관문 억제제의 치료 대상군 선정에 큰 도움을 줄 것으로 기대된다”고 말했다. 연구 결과는 14일 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다.

[이채린 기자 rini113@donga.com]