만성골수성백혈병(CML) 환자의 유전자 변이만 알면 향후 어떤 항암제가 듣고 어떤 약물에 내성이 생길지까지 예측할 수 있는 길이 열렸다. 국내 연구진이 최신 유전자 교정기술인 ‘프라임 편집기’를 이용해 ABL1 유전자 변이별 약물 반응을 전수 조사하며 맞춤형 정밀의료 기반을 마련했다는 평가다.
연세대학교 의과대학 김형범 교수 연구팀은 프라임 편집 기술을 활용해 CML의 핵심 발병 유전자인 ABL1에 발생할 수 있는 단일 아미노산 변이 1954종을 실제 백혈병 세포 안에 구현하고 항암제 5종(이마티닙·닐로티닙·보수티닙·포나티닙·애시미닙)에 대한 내성 정도를 모두 분석했다고 25일 밝혔다. 전체 변이의 98%를 직접 시험한 셈으로 지금까지 임상 현장에서 확인되지 않은 새로운 내성 변이 361쌍도 새롭게 규명됐다.
만성골수성백혈병은 BCR–ABL1 융합 유전자 이상으로 발생하는 대표적 혈액암으로 1세대부터 4세대까지 항암제가 순차적으로 개발돼 치료율이 크게 높아졌다. 하지만 치료 과정에서 ABL1 유전자 변이가 생기면 내성이 나타나 약물 교체가 필요해지는 경우가 적지 않다. 문제는 어떤 변이가 어느 약물에서 내성을 일으키는지 데이터가 충분치 않아 실제 진료에서는 여러 약을 순차적으로 써보며 반응을 확인해야 하는 상황이 반복돼 왔다.
이번 연구는 이러한 한계를 사실상 처음으로 해결한 사례다. 연구팀은 세포주와 생쥐 모델에서 동일한 실험을 반복해 결과의 일관성을 확인했으며 일부 변이는 특정 약물에서만 내성을 보이고 또 일부는 복수의 항암제에 동시에 반응하지 않는 등 섬세한 패턴도 드러났다. 연구진은 “환자에게 특정 변이가 발견되면 어떤 약물을 우선 고려해야 하는지 과학적으로 제시할 수 있는 토대가 생겼다”고 설명했다.
이번 논문은 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링(IF 26.7)’에 게재됐다. 김 교수는 “ABL1 변이 전반의 내성 지도가 확보된 만큼 향후 CML 환자에서 유전자 분석만으로 최적의 항암제를 빠르게 선택할 수 있게 될 것”이라며 “정밀의료의 실질적 적용 가능성을 확인한 연구”라고 말했다.
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