암에 걸리면 3명 중 2명이 5년 이상 생존한다. 전체적으로 생존율이 높아졌지만 유독 치명적인 암이 있다. 암 중에서 사망률 1위인 폐암. 1998년부터 현재까지 암 사망률 1위를 차지한 폐암은 눈에 띄는 증상이 없어 조기 진단이 쉽지 않기 때문에 발견되면 꽤 진전된 상태인 경우가 많다. 2030년까지도 폐암 사망률은 증가할 것이란 암울한 예측이 나오는 가운데, 폐암 환자 치료의 획기적인 연구가 진행돼 소개한다. 폐암의 맞춤 진료를 향한 연구로 면역치료가 주목받고 있다.

최선영 기자 csy@

분당서울대병원 병리과 김효진 교수는 '폐암의 면역치료에서 선별검사법 수립 및 바이오마커 발굴' 연구를 진행하고 있다. 기존의 항암치료나 표적치료에서 발전한 면역치료(cancer immunotherapy)가 김 교수 연구의 핵심이다. 암세포가 면역기전을 회피하는 경로를 차단하면 면역세포가 암세포를 공격할 수 있다. 즉, 면역치료는 면역세포가 암세포와 싸우도록 돕는 치료다. 성공적인 암 치료를 위해서는 이러한 약제들을 적합한 환자에게 사용할 수 있도록 정확한 바이오마커를 검사하는 것이 중요한데, 몸의 면역체계는 매우 복잡해 면역치료의 바이오마커로 사용하는 PD-L1 검사로는 한계가 있다. 김 교수는 하나의 바이오마커 한계를 극복하고 새로운 바이오마커의 발굴을 통한 환자의 선별검사법을 제시하기 위해 이번 연구를 수행했다.

PD-L1 검사, 한계 극복하고 함께 사용할 수 있는 새로운 바이오마커 찾는 것이 급선무
면역치료의 선별검사법으로 사용되고 있는 PD-L1 검사는 보험급여가 적용돼 많이 쓰이고 있다. PD-L1 검사는 조직 내 암세포에서 PD-L1 단백질의 발현량을 측정하는 검사이지만 확실한 바이오마커라 할 수 없다. PD-L1 양성인 환자의 면역치료제 반응률은 40% 내외이며, PD-L1이 음성인 환자들의 10% 내외가 면역치료 효과가 있는 수준. 그러나 현실은 PD-L1이 음성이면 보험급여가 적용되지 않아 약 처방이 어려운 실정이고, PD-L1이 양성인 환자에겐 좋은 치료 효과를 장담할 수 없다.

▲ 김효진 교수

분당서울대학교병원 병리과 김효진 교수는 폐암 면역치료에서 이렇듯 확실한 바이오마커가 없다는 점에서 연구를 시작했다. 그는 PD-L1 검사의 정확도를 높이는 방법과, 다른 바이오마커가 있는지 연구 중이다. 또한 PD-L1과 다른 바이오마커를 함께 사용한 결과도 연구하고 있다. 그는 동의를 얻어 채취한 폐암 환자의 파라핀 조직으로 기존의 PD-L1 검사와 PD-L1 RNA를 분석하는 검사를 동시해 진행해 결과를 비교 분석하는 연구를 진행했다. 김 교수는 이미 폐암 조직에 침윤하고 있는 림프구의 양을 측정해 특정 아형의 림프구가 많고 적음에 따라 면역치료 반응에 차이가 있음을 밝혔다. 또한 그는 최근 종양세포가 가진 유전자 변이의 양을 NGS 검사를 통해 정량적으로 분석하는 종양변이부담(tumor mutational burden)을 측정해 기존 연구결과인 PD-L1, 종양침윤 림프구 결과와 종합적으로 해석하는 연구를 진행 중이다. 김 교수는 이번 연구를 통해 PD-L1 검사의 한계를 파악하고 PD-L1 검사와 함께 사용할 수 있는 새로운 바이오마커들을 확인하는 데 주력하고 있다. 연구결과에 따라 면역치료 대상 환자군은 좀 더 정확한 치료반응 예측도를 알게 될 것으로 기대된다.

사람의 건강을 향한 맞춤 의학 연구
김효진 교수는 대학원 과정 중에 ALK(Anaplastic Lymphoma Kinase, 역형성 림프종 인산화요소) 연구를 진행했다. 김 교수가 전공의를 시작했을 때 폐암에서 ALK 유전자 변이가 발견되고 ALK에 대한 표적치료제가 모습을 드러냈다. 당시 그는 지도교수였던 분당서울대학교병원 정진행 교수와 함께 관련 연구를 연속적으로 진행했다. ALK 변이를 진단하는 기존 방법인 FISH와 새로운 검사기법인 CISH법의 비교, 전이된 폐암에서의 ALK 발현양상 변화, ALK 양성 폐암의 조직학적 특성 분석 등이 주요 연구 내용이었다. 그때의 연구 경험과 열정은 김 교수에게 강렬한 기억으로 남아 정진행 교수와의 연구는 그에게 초심을 지키는 원동력이 됐다. 현재 김 교수는 면역치료와 관련해 두경부암에서도 PD-L1 검사를 비롯한 면역치료의 바이오마커의 유용성을 증명하고 새로운 마커를 찾는 연구를 진행 중이다. 
미래의 의료 키워드는 맞춤치료다. 같은 암이라도 암의 특성과 환자의 특성을 고려해 맞춤형 치료를 하면 성공률은 높아질 것이다. 최근 NGS 등 대용량 유전자 분석기술과 빅데이터 분석기술이 빠르게 발전하고 있어 맞춤치료의 현실화 가능성을 높였다. 그는 폐암의 맞춤치료에 한 발짝 더 다가가기 위한 신항원 (neoantigen) 발굴 연구를 준비하고 있다. 암세포의 특정 단백 부분은 몸에서 외부물질로 인식하는 항원이 된다. 김 교수는 만약 환자의 면역체계에 공격 대상이 되는 특정 항원(신항원)을 찾는다면 폐암 백신 개발 등 선제적인 치료가 가능해질 것으로 내다봤다.
“저는 연구자, 교육자이면서 동시에 환자를 진단하고 치료방침 결정에 큰 역할을 하는 병리의사입니다. 제 연구의 궁극적인 목표는 환자의 치료에 도움을 주는 것입니다. 이 목표를 그대로 유지하며 연구를 위한 연구가 아닌, 환자의 진단과 치료에 도움이 되는 연구를 펼치고 싶습니다.”
흔들림 없는 목표로 자신이 하고자 하는 방향의 연구를 수행하는 것. 그것이 김 교수의 꿈이다. 매력적인 병리학 학문으로 환자를 위한 연구에 몰입하는 김효진 교수를 보며 대한민국 기초 의학의 밝은 미래를 기대한다. NM