TNBC 화학 요법 반응 예측에서 기존 방식 능가하는 새로운 바이오마커 개발

텍사스 대학교 MD Anderson 암 센터 연구진은 종양 자체와 그 독특한 미세환경 간의 유전자 발현 변화를 더 잘 반영하도록 설계된 새로운 전산학적 접근 방식을 개발했다. 이 방식은 삼중음성 유방암(TNBC) 환자의 화학 요법 반응을 예측하는 데 있어 기존 방식보다 우수한 성능을 보여주었다.

생물정보학 및 전산생물학 교수와 동료들이 개발한 이 새로운 도구는 Cell Reports Medicine에 게재되었다. 이 도구는 **디콘볼루션(deconvolution, 세포 분해 분석)**이라 불리는 접근 방식을 사용하여 치료 반응을 예측하는 유사한 방법들을 개선하는 것을 목표로 한다. 이는 세포 간의 차이를 분해, 계산 및 해석하는 과정을 포함한다. 또한 이 방식은 TNBC의 인구 집단별 특성에 대한 새로운 통찰을 제공했다.

연구진은 최근 43가지의 디콘볼루션 방법을 상세히 다룬 종합 가이드를 발표했다. 그들의 목표는 전산학적 배경이 깊지 않은 연구자들이 자신의 연구 목적에 가장 적합한 방법이 무엇인지 이해하도록 돕는 것이다.

기존의 분류 전략은 세포 구성을 측정하지만, 종양 내부의 독특한 미세환경과 관련하여 발생하는 유전자 발현의 변화는 고려하지 않는다.

이를 해결하기 위해 연구진은 MD Anderson의 종양 데이터 과학 연구소(IDSO) 및 유방 종양 내과와 협력하여 **종양 특이적 전체 mRNA 발현(TmS)**을 고려하는 통합 벌크(bulk) 분석법을 개발했다. 이 방식은 비종양 세포 대비 종양 세포의 비율을 반영하여 암 특이적 메커니즘을 식별한다.

정상 세포는 염색체 수에 직접 비례하는 mRNA 발현을 보이는 반면, 암세포는 비정상적인 수의 염색체를 가지고 있다. TmS 바이오마커는 이를 계수화하여 암세포의 염색체 수와 연계된 유전자 발현 변화를 반영한다. 또한 이 바이오마커는 종양 세포와 비교한 종양 미세환경 세포의 RNA 활동 변화도 함께 고려한다.

다양한 인종의 코호트를 포함한 575명의 TNBC 환자 데이터셋에서, TmS 바이오마커는 환자들을 예후가 양호한 고(high)-TmS 그룹과 예후가 불량한 저(low)-TmS 그룹으로 정확하게 분류해 낼 수 있었다.

이 바이오마커는 화학 요법 반응을 예측하는 기존 방식들을 능가했으며, 치료 선택을 최적화하기 위한 환자 층별화(stratification)의 효과적인 출발점으로서 잠재력을 보여주었다.

중요한 점은 이 예후 바이오마커가 여러 인구 집단에 걸쳐 적용된다는 사실이다. 동시에 고-TmS 서양인과 아시아인 집단의 종양 미세환경 사이에 주요한 차이점이 존재한다는 사실을 밝혀냈으며, 이는 임상의가 각 인구 집단에 더 효과적으로 작용할 가능성이 높은 추가 치료법을 매칭하는 데 도움을 줄 수 있다.

이 도구가 실제 임상에 적용되기 위해서는 추가적인 검증이 필요하지만, 이번 결과는 TmS 바이오마커가 다양한 인구 집단에서 치료 선택을 최적화하는 데 유망한 접근 방식임을 시사한다.

이번 연구는 국립암연구소(NCI), 국방부, 텍사스 암 예방 및 연구소(CPRIT), 미국 암 협회, 그리고 Lyda Hill Philanthropies의 지원을 받았다.