식도암 오가노이드로 치료 효과·재발 위험 사전 예측

식도암 환자의 종양 조직으로 배양한 '오가노이드(유사 장기)'를 활용하면 수술 전 항암·방사선 병행요법(신보조 항암방사선요법)의 효과와 재발 위험을 치료 시작 전에 예측할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

의학 학술지 아이사이언스(iScience) 최근호에 발표된 연구에 따르면, 연구진이 개발한 다중 매개변수 모델은 신보조 항암방사선요법에 따른 병리학적 반응 예측에서 민감도 87.5%, 특이도 100%를 기록했다. 재발 예측에서는 민감도 83.3%, 특이도 81.8%로 나타났다.

이는 국내 연구진이 진행성 식도 편평세포암 환자 18명의 진단 생검 조직으로 오가노이드를 배양해 분석한 결과다.

연구진은 자체 개발한 방사선 조사 플랫폼을 이용해 오가노이드에 분할 방사선을 조사한 뒤, 방사선량별 생장 억제 곡선 아래 면적과 오가노이드 생장 속도를 측정했다. 여기에 환자의 임상 병기와 수술 후 병리학적 퇴축 등급을 더해 'CODRP'라는 다중 매개변수 모델을 만들었다.

병리학적 반응 예측의 경우 단일 지표만으로는 한계가 있었다. 오가노이드 생장 속도는 민감도 87.5%, 특이도 90.0%로 가장 우수했지만, 생장 억제 곡선 아래 면적과 임상 병기를 단독으로 쓰면 예측력이 크게 떨어졌다. 반면 세 지표를 합친 CODRP 병리 반응 지수는 곡선 아래 면적 0.9625로, 민감도 87.5%, 특이도 100%를 보였다.

특이도 100%는 모델이 '저항성'으로 판정한 환자 가운데 병리학적 완전 관해에 도달한 사례가 한 명도 없다는 뜻이다. 즉 치료 전에 효과가 없을 가능성이 높은 환자를 가려낼 수 있다는 의미로 해석된다.

재발 예측에서도 CODRP 모델은 의미 있는 결과를 보였다. CODRP 재발 지수로 환자를 나눈 결과, 민감군의 2년 무재발 생존율은 71.4%, 저항군은 10.0%로 약 6배 차이가 났다.

반면 임상에서 중시되는 병리학적 반응 등급은 이번 연구 집단에서 재발 위험을 통계적으로 유의하게 구분하지 못했다. 병리 반응이 좋은 환자의 2년 무재발 생존율은 50.0%, 나쁜 환자는 22.2%로 p값이 0.056이었다.

연구진은 두 환자 사례를 비교해 단일 지표의 한계도 제시했다. 한 환자는 항암방사선요법 후 임상적 완전 관해를 보였고 재발하지 않아 CODRP 지수가 모두 '민감'으로 판정했다. 다른 환자는 부분 관해에 그친 뒤 수술 230일 만에 재발해 '저항'으로 판정했다. 이 저항 환자는 생장 억제 곡선 아래 면적만 보면 Z점수 -1.019로 오히려 '민감'으로 분류될 수 있었지만, 생장 속도와 임상 병기를 더해 실제 상태를 정확히 잡아냈다고 연구진은 설명했다.

연구진은 이번 결과가 치료 시작 전 약 2주의 기간 안에 민감군과 저항군을 구분할 수 있는 가능성을 보여준다고 평가했다. 민감군은 비수술 관리나 방사선량 감량을, 저항군은 수술 시기 조정이나 보조 요법 강화를 고려할 수 있다는 것이다.

다만 연구진은 이번 결과가 실행 가능성 차원의 연구라고 덧붙였다. 환자 자신의 종양 조직으로 약물이나 방사선 민감도를 직접 시험하는 방식은 기존 조직 검사나 유전자 검사보다 더 종합적이고 기능적인 정보를 제공해 개인 맞춤 치료에 가깝다는 게 연구진의 설명이다.