방광암은 전 세계 남성에게서 6번째로 많이 발생하는 암으로, 암세포가 방광 근육을 침범했는지 여부에 따라 비근침윤성 방광암과 근침윤성 방광암으로 나눠진다.

암세포가 방광 근육을 침범한 근침윤성 방광암은 항암치료 효과를 미리 알기 어려운 난치성 질환으로 알려져 있는데, 최근 국내 연구진이 근침윤성 방광암의 항암치료 효과를 예측할 수 있는 바이오마커를 발견했다.

울산의대 서울아산병원 세포유전공학교실 신동명 교수, 병리과 조영미 교수, 종양내과 이재련 교수팀은 근침윤성 방광암 환자 60여 명을 반응성 그룹과 비반응성 그룹으로 나누어 분석한 결과, 인체 내 항산화물질인 글루타치온을 조절하는 과정이 항암치료 효과를 예측하는 원인임을 밝혀냈다.

근침윤성 방광암은 항암치료를 진행한 후 반응 여부에 따라 수술 여부를 결정하는데, 항암치료의 효과가 높지 않은 경우가 많아 항암치료에 대한 내성이 있는 환자를 사전에 판단할 수 있는 방법에 대한 필요성이 제기되어 왔다.

연구팀은 근침윤성 방광암으로 진단받은 환자 63명의 조직을 전사체 분석법으로 조사했다. 전사체 분석법은 정상 세포와 비정상 세포의 유전자 발현 차이를 분석해 질병과 관련된 유전자를 파악하는 방법으로, 항암치료 내성이 있는 환자의 분자학적 특징을 밝혀내기 위해 사용됐다.

그 결과 연구팀은 항암치료 내성이 있는 근침윤성 방광암 조직에서는 항산화 기능 지표인 글루타치온 조절 유전자가 많이 발현되고, 항암치료에 반응이 좋은 조직에서는 면역 반응 유전자가 많은 것을 확인했다.

나아가 미국 엠디앤더슨 병원의 환자를 포함한 해외 전사체 유전정보 360개를 전사체 분석법으로 조사해 동일한 결과를 확인했다.

이후 연구팀이 개발한 머신러닝 기반의 디지털 면역조직 화학분석 방법을 통해 방광암 조직을 분석한 결과, 글루타치온 조절 과정과 관련된 단백질이 항암치료 내성과 관련되어 있음을 밝혀냈다.

글루타치온 조절 과정이 항암치료 내성을 결정하는 바이오마커임을 확인한 연구팀은 글루타치온 발현 억제 약물과 항암제를 동시에 투여해, 방광암 성장이 항암제만 투여했을 때보다 최대 4배 정도 억제되는 것을 확인했다.

신동명 울산의대 서울아산병원 세포유전공학교실 교수는 “이번 연구는 근침윤성 방광암의 항암치료 내성에 대한 새로운 기전을 규명한 점에 의의가 있다”고 말했다.

조영미 서울아산병원 병리과 교수는 “향후 이를 기반으로 치료제가 개발되면 항암치료 내성 근침윤성 방광암의 치료 효과를 높일 새로운 치료법을 제시할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

이재련 서울아산병원 종양내과 교수는 “앞으로 추가 연구를 통해 실제 임상 현장에서 활용된다면 근침윤성 방광암 환자별 맞춤치료를 시행할 수 있을 것으로 보인다”고 밝혔다.

한편 이번 연구 결과는 셀(Cell)의 자매지인 의학 연구·실험 분야 국제학술지 ‘셀 리포트 메디슨(Cell Report Medicine, 피인용지수 14.3)’에 최근 게재됐으며, 한국연구재단의 중견연구자지원사업, 이공학개인기초 기본연구사업, 창의·도전연구기반지원사업과 범부처재생의료기술개발사업의 지원을 받아 진행됐다.