1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

최근 간암을 포함한 여러 암종에서 조직 기반 분석만으로는 반영하기 어려운 종양의 이질성, 치료 반응 예측, 실시간 모니터링의 필요성이 강조되면서, 이를 보완할 수 있는 액체 생검 (liquid biopsy)의 일종인 ctDNA (circulating tumor DNA) 분석이 주목을 받고 있습니다. 특히 면역항암제 시대가 본격화되면서 치료 반응을 조기에 예측하고 예후를 판단할 수 있는 비침습적 바이오마커에 대한 임상적 요구도 더욱 커지고 있습니다.

하지만 간암은 효과적인 표적치료제가 아직 제한적일 뿐 아니라, 진단 단계에서 조직 생검이 필수적이지 않아 임상적으로 충분한 조직을 확보하기 어려운 구조적 특성을 지니고 있습니다. 이러한 이유로 비침습적인 ctDNA 분석이 기존의 조직 기반 변이 분석을 보완하거나 대체할 수 있다면, 간암 환자에서 치료 전략을 세우는 데 큰 도움이 될 수 있습니다.

저희 연구는 진행성 간세포암 (advanced HCC) 환자를 대상으로 ctDNA NGS (next-generation sequencing)와 조직 기반 NGS의 변이 프로파일을 비교하여 ctDNA의 임상적 활용 가능성을 평가한 연구입니다. 그 결과, ctDNA 분석이 조직에서 검출된 변이의 대부분을 재현하면서도 조직에서는 검출되지 않았던 변이들을 추가로 포착하는 특징을 보였습니다. 특히 변이들의 일치도 (concordance)는 혈액과 조직의 채취 시점과 조직 종류 (생검 vs. 수술) 에 따라 달라지는 양상을 보였는데, 저희는 이러한 관찰이 ctDNA를 해석할 때 임상적 맥락을 함께 고려해야 함을 잘 보여주는 흥미로운 결과라고 생각했습니다. 또한, 혈중 ctDNA 비율을 반영하는 지표인 maxVAF (maximum variant allele frequency)가 높은 환자일수록 전체 생존 기간 (overall survival) 및 무진행 생존 기간 (progression-free survival)이 유의하게 짧은 것을 확인할 수 있었습니다. 이러한 결과는 진행성 간암에서 ctDNA 분석이 단순한 변이 검출을 넘어 종양 부담과 진행 상태를 반영하는 지표로 활용될 수 있음을 의미합니다.

이번 연구를 통해 간세포암에서 ctDNA 분석이 조직 기반 분석을 보완할 수 있는 도구로 활용될 가능성을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 향후 개인 맞춤형 치료 전략을 포함한 정밀의료 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대합니다.

 [그림1] 그래픽 초록

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

이번 연구는 제가 속한 차의과학대학교 분당차병원 병리과 황소현 교수님 연구실 (Systems Biology Lab)과, 분당차병원 혈액종양내과 김찬 교수님과 전홍재 교수님이 이끄는 중개종양면역 연구실 (Laboratory of Translational Immuno-Oncology, LTIO)의 협력을 통해 수행되었습니다.

황소현 교수님의 시스템생물학 연구실은 유전체 및 전사체 분석을 기반으로 다양한 암종의 분자적 특성을 규명하는 연구를 수행하고 있으며, 병원-대학원의 긴밀한 연계를 바탕으로 실제 환자들의 임상정보와 NGS 데이터를 직접 분석할 수 있는 환경을 갖추고 있습니다. 다양한 임상과와의 협업을 통해 분석 결과를 임상적 관점에서 해석하고 중개연구로 확장할 수 있다는 점이 큰 장점입니다.

김찬 교수님과 전홍재 교수님의 LTIO (https://sites.google.com/view/ltio)는 종양 미세환경을 기반으로 차세대 면역항암치료제 개발을 목표로 하는 연구실로, 종양 내 면역세포의 구조/기능 연구, 혈관/림프관 신생 조절 기전 연구, 유전자 조작 동물 모델을 활용한 표현형 분석 등 다양한 종양면역 연구를 수행하고 있습니다. 또한 다양한 면역치료 암 모델과 TME 분석 및 시각화 기술을 보유하여 차별화된 면역항암 연구가 가능한 환경을 갖추고 있습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

간세포암은 진단 과정에서 조직 생검이 필수적이지 않아 분석 가능한 유전체 데이터가 매우 제한적이고, 이로 인해 치료 타겟 발굴을 포함한 분자 연구가 충분히 축적되지 못한 암종입니다. 이런 상황에서 조직 데이터와 ctDNA 데이터를 직접 비교한 연구 자체가 거의 없기 때문에, 이번 연구가 희소성이 높은 연구라고 생각하고 이러한 가치 있는 연구에 참여할 수 있었다는 자체에서 자부심을 느꼈습니다. 또한 이번 연구를 통해 조직 검체 확보가 어려운 간세포암에서 ctDNA 분석이 환자의 분자적 특성을 파악하는 또 하나의 옵션이 될 가능성을 보여줄 수 있었다는 점도 보람으로 느껴졌습니다. 임상 현장에 당장 적극적으로 적용되기엔 아직 어려운 부분이 있지만, 이러한 자료들이 축적되는 과정이 향후 더욱 정교한 치료 선택과 임상 연구 설계에 도움이 되는 기반이 될 수 있다고 생각합니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

생물정보학 분야는 생물학, 의학, 전산학, 통계학 등 여러 학문이 만나는 융합 분야입니다. 모든 영역을 잘하는 것은 현실적으로 어렵기 때문에, 기본기를 바탕으로 자신만의 강점을 구축하는 것이 중요하다고 생각합니다. 또한 다양한 전문성을 가진 사람들이 함께 문제를 해결하는 분야인 만큼, 여러 분야에 대한 전반적인 이해와 더불어 서로 다른 배경의 연구자들과 효과적으로 소통하는 능력도 필수적입니다. 이를 위해서는 다른 분야의 시각을 존중하며 이해하려는 태도가 필요하고, 이러한 조율의 과정 속에서 연구의 방향이 더 명확해지고, 서로의 전문성이 자연스럽게 연결되어 더 큰 연구적 시너지가 만들어질 수 있는 것 같습니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

저는 간세포암에서 혈액 기반 바이오마커의 임상적 활용 가능성을 중심으로 연구해 왔습니다. ctDNA 연구를 통해 환자 예후와 종양 특성을 평가할 수 있다는 점을 확인하면서, 혈액 바이오마커의 잠재력을 실제로 경험할 수 있었습니다. 최근에는 혈장 GPC-3의 조직 발현과의 연관성 및 면역항암치료 환자에서의 예후적 의미를 평가하는 연구를 진행하였는데, 나아가서 앞으로는 혈액, 조직, 이미지 등 다양한 플랫폼을 활용해 바이오마커가 반영하는 종양 미세환경의 특성을 규명하는 연구로 발전시키고 싶습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

연구의 방향을 잡아 주시고, 흔들릴 때마다 세심한 지도와 따뜻한 격려로 다시 일어설 수 있도록 이끌어 주신 지도교수 황소현 교수님께 존경과 감사의 마음을 표합니다. 아울러 연구의 기회를 열어 주시고, 한 단계 더 성장할 수 있도록 많은 가르침을 주신 김찬 교수님, 전홍재 교수님께 깊이 감사드립니다. 또한 연구 전반에 걸쳐 아낌없는 도움을 주신 강버들 교수님, 김광일 교수님, 강혜윤 교수님, 이성환 교수님, 김정선 교수님, 정제균 교수님께도 감사드립니다. 함께 동고동락하며 의지가 되어준 연구실 후배들에게도 고마움을 전합니다. 마지막으로, 언제나 변함없이 저를 믿어 주시는 부모님과 든든한 동생, 그리고 삶의 큰 지지가 되어 주시는 할머니께 감사와 사랑의 마음을 전합니다.