진단 5년 전 폐암 예측…'14개 단백질' 혈액 표지자 발견

진단 수년 전 혈액 검사만으로 폐암 발병 위험을 예측할 수 있는 단백질 표지자가 발견돼 예방적 치료의 새 장을 열 것으로 기대된다.

영국 프랜시스 크릭 연구소, 유니버시티 칼리지 런던(UCL), 호주 WEHI 연구소 공동 연구팀은 5일(현지시간) 혈액 내 14개 단백질로 구성된 특정 패턴을 통해 5년 내 폐암 발병 위험을 예측할 수 있다는 연구 결과를 국제학술지 '셀(Cell)'에 발표했다고 밝혔다.

이번 연구는 현재 흡연 이력이 있는 고위험군에 국한된 폐암 선별검사를 비흡연자를 포함한 더 넓은 인구 집단으로 확대할 가능성을 제시한다. 폐암은 국내 사망률 1위 암이지만, 환자 4명 중 1명은 비흡연자로 알려져 대기오염 등 다른 위험 요인에 대한 조기 진단 도구가 절실한 상황이었다.

연구팀은 영국 바이오뱅크(UK Biobank) 참여자 4만8000여명의 혈장 단백질 데이터에 머신러닝 기술을 적용했다. 이를 통해 나이, 흡연 여부, 과거 폐 질환 이력과 함께 5년 내 폐암 진단을 예측하는 14개의 핵심 단백질을 특정했다.

이 단백질 표지자는 전 세계 8개 데이터세트에서 검증됐으며, 암 자체에서 비롯된 것이 아니라 암 발병에 앞서 나타나는 폐의 염증 환경 변화를 반영하는 것으로 나타났다. 연구팀은 이 표지자가 특발성 폐섬유증이나 만성폐쇄성폐질환(COPD) 환자에게서도 증가해, 질병 이전의 공통된 염증 상태를 포착할 수 있다고 설명했다.

연구팀은 이전 연구에서 대기오염이 염증 신호인 '인터루킨-1 베타(IL-1β)' 분비를 촉진해 암 유발 돌연변이를 가진 휴면 세포를 활성화시킨다는 사실을 밝힌 바 있다. 이번 연구에서는 대기오염 노출이 14개 단백질 표지자와 함께 'KAC 세포'라는 특정 세포군을 증가시키는 것을 확인했다. KAC 세포는 손상에 반응해 나타나는 적응성 세포 상태지만, 돌연변이가 있을 경우 암으로 발전할 수 있다.

연구의 임상적 가치는 노바티스의 항염증제 '카나키누맙(canakinumab)'의 임상 데이터를 재분석하며 더욱 명확해졌다. 기존 CANTOS 임상에서 카나키누맙은 전체 인구 대상 폐암 예방 효과가 미미했다. 하지만 연구팀이 14개 단백질 표지자 수치가 높은 환자군만 따로 분석한 결과, 카나키누맙 투여 시 폐암 발병 위험이 거의 절반으로 줄어드는 것을 발견했다.

이는 해당 혈액 표지자를 바이오마커로 활용해 카나키누맙의 예방 효과를 볼 수 있는 환자를 선별할 수 있음을 의미한다. 연구 공동 저자인 클레어 위든 박사는 "암이 발생하기 전에 개입할 수 있는 미래에 더 가까워졌다"며 "이번 연구는 암 예방 의학의 성배인 '발병 위험군 식별'이라는 중대한 지식 격차를 메울 수 있는 새로운 아이디어를 제공한다"고 말했다.