재료연, 혈액·소변으로 초기 대장암 유전자 검출 플랫폼 개발

한국재료연구원 이민영 선임연구원(왼쪽 사진), 박성규 책임연구원.

한국재료연구원(KIMS·원장 최철진) 바이오·헬스재료연구본부 연구팀(선임연구원 이민영, 책임연구원 박성규)이 초기 대장암 환자의 혈액과 소변에서 암유전자(KRAS 돌연변이)를 검출할 수 있는 플라즈모닉 기반 액체생검 플랫폼을 개발했다. 연구팀은 0기·1기 초기 대장암 환자의 암 조직, 혈액, 소변 시료를 분석해 검체 간 90% 이상의 일치도를 확인했고, 혈액뿐 아니라 소변으로도 암유전자 분석이 가능하다는 점을 입증했다.

액체생검은 혈액이나 소변 등 체액에서 암 관련 유전자를 분석하는 기술이다. 암 조직을 직접 떼어내는 조직검사보다 환자 부담이 적고 반복 검사가 가능해 조기진단과 재발 모니터링에 활용될 수 있다. 다만 초기 암 환자의 혈액과 소변에는 암유전자가 극미량만 존재해 기존 유전자 분석 기술로는 민감도·비용·시간 측면에서 한계가 있었다.

연구팀은 플라즈모닉 신호 증폭 기술과 선택적 유전자 증폭 기술을 결합했다. 금속 나노구조 기반 플라즈모닉 마이크로어레이로 미세한 광신호를 증폭하고, 정상 유전자 사이에 섞인 소량의 돌연변이 유전자를 구분·검출하도록 설계했다.

이번 연구는 기존에 폐암 환자 혈액에서 EGFR 돌연변이 유전자를 검출한 플랫폼을 대장암 주요 암유전자인 KRAS 분석으로 확장한 후속 성과다. 연구팀은 향후 대장암뿐 아니라 폐암·췌장암 등 다양한 암종과 바이오마커 분석으로 적용 범위를 넓힐 계획이다.

이민영 한국재료연구원 선임연구원은 “이번 연구는 플라즈모닉 액체생검 플랫폼의 대장암 적용 가능성과 소변 기반 암유전자 분석 가능성을 확인한 성과”라며 “암 조기진단과 재발 모니터링에 활용할 수 있는 정밀진단 플랫폼으로 발전시키겠다”고 말했다.

박성규 책임연구원은 “플라즈모닉 소재와 바이오진단 기술을 결합해 정밀진단 플랫폼을 고도화하겠다”고 설명했다.

연구 결과는 국제학술지 ‘엔피제이 프리시전 온콜로지(npj Precision Oncology)’에 5월 2일 온라인 게재됐다. 이번 연구는 산업통상자원부 소재부품기술개발사업과 과학기술정보통신부 국가과학기술연구회(NST) 글로벌 TOP 전략연구단 ‘초고감도 정밀 암유전자 분석 연구단’ 지원으로 수행됐다.