담배 안 피우는데 폐암 걸리는 메커니즘 규명

융합유전자 돌연변이

비흡연자 정상세포서 발생

전체 폐암환자 10% 차지

10대 이전에 나타날 수도

폐암 예방·선별검사 길 터

“담배도 안 피우는 사람이 어떻게 폐암에 걸리는가 했더니…”

폐암을 일으키는 융합유전자 돌연변이가 흡연과 큰 관련 없이 정상세포에서 발생할 수 있다는 사실이 과학적으로 증명됐다.

폐암은 전 세계에서 가장 치명적인 암종으로 꼽힌다. 원인 인자로는 흡연이 일 순위를 차지하나, 비흡연자라도 폐암에 걸리는 사례가 빈번하다. 흡연과 관계없는 폐암의 경우 상피세포 성장인자 수용체(EGFR) 돌연변이 또는 융합유전자 생성이 병을 유발하는 것으로 알려졌다.

KAIST는 의과학대학원 주영석 교수와 서울대학교 의과대학 흉부외과 김영태 교수 공동 연구팀이 폐암을 일으키는 융합유전자 유전체 돌연변이의 생성원리를 규명했다고 30일 밝혔다.

이번 연구는 흡연과 무관한 환경에서도 융합유전자로 인해 폐 선암이 발생할 수 있다는 사실을 밝힌 것으로 비흡연자의 폐암 발생원인 규명 및 정밀치료 시스템을 구축하는 데 적용 가능할 것으로 기대된다.

KAIST 출신 이준구 박사(하버드 의과대학 박사후연구원)와 박성열 박사과정이 공동 1저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘셀(Cell)’의 30일 자 온라인판에 게재됐다.

연구팀에 따르면 흡연은 폐 선암의 가장 큰 발병 인자로 알려졌지만 암 융합유전자 돌연변이인 ALK, RET, ROS1 등에 의한 암 발생은 대부분 비흡연자에게서 발견된다. 융합유전자로 인한 환자는 전체 폐 선암 환자의 10% 정도를 차지하고 있으나 이 돌연변이의 생성과정에 대해서는 알려진 것이 거의 없다.

연구팀은 138개의 폐 선암 사례의 전장 유전체 서열 데이터를 생성 및 분석해 암세포에 존재하는 다양한 양상의 유전체 돌연변이를 찾아냈다. 특히 흡연과 무관한 폐암의 직접적 원인인 융합유전자를 생성하는 유전체 구조 변이의 특성을 집중적으로 규명했다.

특이사항은 복잡 구조 돌연변이가 폐암 진단 수십 년 전부터 이미 발생할 수 있다는 점이다. 연구팀이 특정 구조 변이 발생 시점을 통계적으로 추정한 결과다. 지질학에서 연대를 측정하는 것과 비슷한 원리다.

유전체에 발생하는 구조적 변이는 DNA의 두 부위가 절단된 후 서로 연결되는 단순 구조 변이와 DNA가 많은 조각으로 동시에 파쇄된 후 복잡하게 서로 재조합되는 복잡 구조 변이로 나뉜다.

복잡 구조 변이는 암세포에서 많이 발견되고 있으며 DNA의 수십에서 수백 부위 이상이 동시에 절단됐다가 상당 부분은 소실되고 일부가 다시 연결되는 ‘염색체산산조각’(chromothripsis) 현상이 대표적이다.

연구팀은 70% 이상의 융합유전자는 복잡 구조 변이에 의해 발생하는 것을 확인했으며 융합유전자를 만드는 복잡 구조변이 패턴에 대한 정밀 분석결과 폐암 원인 융합유전자들이 정상 전구 세포에서 발생한다는 사실도 발견했다.

이는 복잡 구조 변이가 발생해 정상세포를 암세포로 돌변시킬 수 있다는 사실을 의미한다.

일부는 10대 이전 유년기 때부터 융합유전자가 발생할 가능성도 있다고 연구팀은 설명했다. 이런 결과는 암을 일으키는 융합유전자 돌연변이가 흡연과 관련 없이 정상 세포에서 시작될 수 있음을 보여준다.

이는 암을 일으키는 융합유전자 돌연변이가 흡연과 큰 관련 없이 정상세포에서 발생할 수 있음을 명확히 보여주는 사례며 단일 세포가 암 발생 돌연변이를 획득한 뒤에도 실제 암세포로 발현되기 위해 추가적인 요인들이 오랜 기간 누적될 필요가 있다는 의미라고 연구팀은 설명했다.

흡연과 무관한 폐암 발생 과정에 대한 지식을 한단계 끌어올린 이번 연구는 향후 폐암의 예방, 선별검사 정밀치료 시스템 구축에 이바지할 수 있을 것으로 기대된다.

한 의사가 폐암 환자의 CT 촬영 사진을 살펴보고 있다.