만성골수성백혈병 항암제 효과·내성 예측…‘맞춤치료’ 성큼

연세대 연구팀, 만성골수성백혈병 세포 분석
ABL1 변이에 따른 항암제 내성 패턴 밝혀
최신 유전자 교정 기술 ‘프라임 편집기’ 활용
“환자별 맞춤 정밀의료 제공할 수 있을 것”

연세대학교 의대 연구팀이 만성골수성백혈병 세포에서 ABL1 유전자 변이에 따른 항암제 내성 패턴을 확인했다. 사진은 기사의 특정 사실과 관련 없음. 클립아트코리아

만성골수성백혈병에서 환자별 항암제 반응을 예측할 수 있는 가능성이 열렸다. 유전자 변이에 따른 약물 내성 패턴을 전반적으로 규명한 연구가 발표되면서 향후 맞춤형 치료 전략에 도움이 될 것으로 기대된다.

김형범 연세대학교 의대 약리학교실 교수와 정유상·유구상 박사 연구팀은 프라임 편집 기술을 이용해 만성골수성백혈병 세포에서 ABL1 유전자 변이에 따른 항암제 내성 양상을 모두 확인했다고 25일 밝혔다.

만성골수성백혈병은 BCR–ABL1 융합 유전자로 인해 발생하는 대표적 혈액암으로, 이 융합 유전자가 ABL1 효소를 비정상적으로 활성화해 암세포가 계속 증식한다. 질환 치료를 위해 4세대까지 항암제가 개발됐고 많은 환자가 치료 효과를 보고 있지만, 기간이 지속되면 ABL1 유전자에 변이가 생겨 약물 내성이 나타나는 경우가 적지 않다. 또한 유전자 변이별로 어떤 항암제에 반응하거나 내성을 보이는지 예측하기 어려워 임상에서 약제를 선택하는 데 한계가 있었다.

연세대학교 세브란스병원

연구팀은 이를 해결하기 위해 최신 유전자 교정 기술인 ‘프라임 편집기’를 활용해 ABL1 유전자에서 발생 가능한 단일 아미노산 변이의 98%(1954/1998)를 분석했다. 인체 유래 만성골수성백혈병 세포주(K562)에 1954종의 단일 아미노산 변이를 제작한 뒤, 1세대부터 4세대까지의 항암제인 ▲이마티닙(imatinib) ▲닐로티닙(nilotinib) ▲보수티닙(bosutinib) ▲포나티닙(ponatinib) ▲애시미닙(asciminib) 등 5종 약물에 대해 내성 정도를 평가했다.

그 결과 기존에 보고되지 않았던 361쌍의 약물 내성 변이를 새롭게 규명했다. 그뿐만 아니라 특정 약물에만 반응하거나 여러 항암제에서 동시에 내성을 보이는 새로운 변이 패턴도 확인했으며, 일부는 기존 임상 지침에 포함되지 않은 변이였다.

연구팀은 다른 만성골수성백혈병 세포주(KCL22)와 생쥐 모델에서도 동일한 분석을 진행했고, 재검증 과정에서도 일관된 결과를 확인했다.

김 교수는 “이번 연구를 통해 ABL1 유전자 변이 전반에 대한 항암제 내성 정보를 확인할 수 있었다”며 “앞으로 환자에게 유전자 변이가 발견되더라도 연구 데이터를 기반으로 맞춤형 정밀의료를 제공할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering, IF 26.7)’에 게재됐다.