[메디파나뉴스 = 박으뜸 기자] 암 치료에 있어 '맞춤치료'와 '조기 진단'은 이제 빼놓을 수 없는 흐름이다.
 
이런 과정 속에서 주목을 받고 있는 진단 방법은 '액체생검(liquid biopsy)'이다.

 

흔히 암의 유무 또는 암 종류를 구별하기 위해서는 환자의 조직을 직접 떼어내는 '조직생검(tissue biopsy)'의 방식이 이뤄졌다.
 
그런데 조직검사는 환자에게 고통이 수반되는 점, 그리고 암 전이의 유무에 따라 조직 획득이 어려운 점 등으로 '검사방법'에 대한 미충족 수요가 높은 편이었다. 또한 반복적으로 조직생검이 필요한 경우 환자가 유독 부담스러워했다. 
 
반면 액체생검은 혈액, 소변 등에 존재하는 핵산 조각들을 분석해 실시간 암 등의 질병 진행을 추적하는 기술이다. 비침습적 방법으로 환자로부터 시료를 얻기 용이하며, 질병의 발생 및 진행과정을 예측해 추적관찰이 가능하다. 천자나 절개 등의 침습적 시술이 필요없기 때문에 환자의 입장에서는 더욱 편한 방법이다.

 

한국바이오협회 한국바이오경제연구센터의 'BIO ECONOMY BRIEF 실시간 액체생검' 보고서에 따르면, 액체생검 시장규모는 2016년 2,349만 달러에서 2030년 약 24억 달러로 100배 이상 급격한 성장이 전망된다. 연평균 성장률은 15.6%.

 

액체생검에 활용되는 대표적 순환 생체지표는 혈액순환종양세포(circulating tumor cells, CTCs), 엑소좀(exosome), 혈액순환종양 DNA(circulating tumor DNA, ctDNA)가 있다.

 

CTC는 원발성 암으로부터 떨어져 나와 혈액을 타고 순환하는 암세포로, 암 조직과 같은 유전 정보를 갖고 성질이 비슷할 것으로 예상된다. 이에 체외배양을 통해 마우스 종양모델을 만들거나 표적 항암제 선별에 활용이 가능하다. 

 

하지만 혈액 내 극미량으로 존재하기 때문에 이를 효과적으로 분리하고 활용해 분자 진단하는 기술 개발이 필요하다.

 

엑소좀은 소변, 혈액, 타액, 객담, 복수를 포함한 모든 체액에 존재하며 유래된 세포의 유전정보 등을 가지고 있어 바이오마커로 이용 가능하다.

 

ctDNA는 종양 특유의 종합적인 유전적인 정보를 가지고 있고, 가변성에 의해 종양의 현재 상태에 대한 정보를 파악하는데 용이하다. 일반적으로 암 치료 경과 모니터링, 종양의 동태 파악 등에 활용이 가능하다.

 

 

해외에서는 로슈, 지노믹헬스, 그레일, 가던트헬스 등이 대표적 액체생검 관련 업체라고 볼 수 있다.

 

로슈는 순환 종양유전자를 이용해 비소세포폐암 치료제 '타쎄바'의 동반진단 기술을 개발했다. Real time PCR을 이용한 EGFR 유전자 변이 검출 키트인 '코바스 EGFR변이 검사 v2'가 2016년 미 FDA 승인을 받은 바 있다.

 

지노믹헬스는  RT-PCR을 기반으로 한 진단법을 개발했으며 방광암에서 사용될 수 있는 cfDNA 검진법을 보유 중이다.

 

그레일은 2018년 미국 임상종양학회(ASCO)에서 혈액 기반 조기 암 진단 연구 결과가 초기 폐암을 50% 정도만 진단하는 것으로 나타나 혹평을 받은 바 있다. 그러나 2019년 5월, 'Annals of Oncology'에 의하면 1년 사이 75%까지 정확도를 끌어올렸으며 위양성(false-positive)은 단 한 건도 발견되지 않았다.

 

가던트헬스는 미국 유전자 분석 기업으로 혈액에 떠돌아다니는 암세포 유래 DNA 조각(Cell-free DNA; cf DNA)를 NGS로 분석하는 서비스를 세계 최초로 시작했다. 이를 통해 기업 가치를 8조원으로 평가받았으며 소프트뱅크로부터 약 4,000억 원의 투자를 받았다.

 

일본 국립암센터 연구팀과 연구를 진행한 결과, RAS 정상형(wild-type) 및 EGFR 억제제 불응성이면서 가던트360 액체생검 검사로 HER2 증폭이 확인된 전이성 대장암 환자 33.3%가 가이드라인에서 권고하는 표적 병용요법(허셉틴+퍼제타)을 받은 뒤 종양이 수축되는 것을 확인했다.

 

국내에서도 이 액체생검에 강세를 보이는 기업이 존재한다.

 

마크로젠은 K-MASTER 사업단과 함께 액체 생검 서비스 제공 및 최적의 패널을 개발했다. 

 

마크로젠은 NGS 기술력과 noise modeling을 이용한 분석 알고리즘을 개발해 매우 소량의 cfDNA에서도 높은 민감도를 확보했다. 뿐만 아니라 1000명 이상의 한국인 cfDNA 임상 검체 분석 데이터를 기반으로 위양성(falsepositive) 변이 제거를 위한 데이터 베이스를 구축하고 있다.

 

파나진은  PNA(DNA의 생화학적 불안정성을 보안하기 위해 유기합성으로 개발된 인공 DNA) 기반 유전자 분자진단 전문기업 이다.

 

파나뮤타이퍼 R EGFR 진단키트를 통해 조직 및 혈액 검체를 대상으로 47개 EGFR 유전자 돌연변이를 정성적으로 검출할 수 있다. 이는 표적항암제 처방을 위한 동반진단이 가능하다.

 

이원다이애그노믹스는 매우 적은 양의 순환종양 DNA를 통해 변이를 검출하는 액체생검 분석 과정 중 가장 큰 기술적인 한계에 도전한다. 이 회사는 PCR 중복과 시퀀싱 과정에서 발생하는 오류를 제거하는 연구를 진행 중이다.

 

테라젠이텍스의 자회사인 테라젠지놈케어는 혈액암 항암 치료 환자를 대상으로 혈액 내 돌아다니는 미세한 바이오마커를 분석해 잔존 종양 성분이 있는지 추적 탐지하는 기술을 연구중이다. 연세대학교 의과대학과 액체생검 기반 종양 추적 및 탐지기술 공동연구를 위한 MOU 체결했다.

 

지노믹트리는 대장암(SDS-2), 방광암(PENK), 폐암(PCDHGA-12) 유전자에 대한 조기 진단 키트를 개발하고 있다. 

 

지노믹트리의 대장암 조기 진단 키트인 얼리텍트는 시장에 출시됐다. 얼리텍트는 민감도와 특이도 측면에서 경쟁제품과 유사하거나 높은 결과를 보였으며, 경쟁제품의 1/3 수준으로 가격적인 면에서도 장점을 보유하고 있다.

 

싸이토젠은 세계 최초로 순환종양세포(CTC) 기반 액체생검 플랫폼을 상용화했고 이를 기반으로 글로벌 제약사 신약 개발 사업에 참여하고 있다. 최근 글로벌 기업인 Thermo Scientific과 공동기술 개발 협약을 체결한 것과 더불어 순환종양세포를 손상없이 살아있는 상태로 검출해 분석 배양하는 플랫폼을 보유했다.

 

업계 전문가는 "지금까지는 암종별 바이오마커의 불확실성이 있어 진단 정확도가 높지 않았다. 따라서 추가적인 표준화된 검사 기준 및 임상시험을 통한 검증이 필요했다. 실시간 액체생검 기술이 상용화된다면 환자에 따른 맞춤형 치료를 통해 최적화된 치료법 적용이 가능해질 것이다. 그리고 부작용 및 불필요한 치료를 최소화할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.