대장암 검사 대장 내시경 비용 비싸고 길이 제한 있어
워싱턴 주립 대학교와 존스 홉킨스 의과대학의 과학자들은 대장암을 초기에 진단할 수 있는 신속한 비침습적인 방법을 발견했다. 이들 연구진은 아주 민감한 고속 기술을 이용해서 생쥐의 대변 속에서 전암성 용종의 존재를 나타내는 일련의 분자를 확인했다. 이 대사 지문은 생쥐와 인간의 결장 종양 조직의 변화와 일치하고 임상 환경에서 결장암을 조기 발견하는 잠재적인 새로운 진단 도구를 시사한다.

워싱턴 주립 대학교의 명예 교수인 허버트 힐과 대학원생인 마이클 윌리엄즈는 동대학교 분자 생명과학 대학의 레이몬드 리브스와 존스 홉킨스 의과대학의 린다 레사와 협력해서 이번 연구를 실시했다. 그 연구결과는 프로테옴(단백체) 연구 잡지를 통해 발표되었다.

세계 암 연구기금에 의하면 대장암은 전 세계에서 2번째로 흔한 암이다. 2012년에 신규로 약 140만 건이 진단되었다. 미국에서는 대장암이 암관련 사망의 2대 사망원인이다. 조기 발견이 성공적인 치료의 관건이기는 하지만 대부분의 선별검사가 진단 능력이나 적용 편의성에 있어서 제한적이다. 예를 들면 대장 내시경은 목숨을 구해주는 것으로 알려져 있지만 비용이 많이 들고 많은 사람들에게 매력이 없다. 내시경 검사의 침습성을 줄이면 도움이 될 수가 있을 것이다. 윌리엄즈는 대장 내시경을 통해 조직검사를 하는 것보다는 대변 표본을 기꺼이 제출하는 사람이 더 많을 것이라고 말했다. 게다가 대장 내시경은 늘어나는 길이가 제한되어 있어서 일부 용종은 놓칠 가능성이 있다. 우리의 새로운 검사방법으로는 대장 전체에서 발생하는 암을 진단하는 것이 가능하게 될 것이라고 그는 말했다.

이동 질량 분석기로 대장암 분자 지문 찾아내
힐과 윌리엄즈는 이온 이동 질량 분석기(IMMS)란 기술을 이용해서 대장암의 분자 지문을 찾아냈다. IMMS는 전 세계적으로 공향에서 마약이나 화학전용 약품이나 폭발물을 탐지해내는 센서 장치 속에 들어있다. 힐은 이 분야에서는 거의 40년 동안 혁신자였다.

이번 연구에서는 IMMS가 초고성능 액체 크로마토그래피와 결합되었다. 연구진은 우선 인간과 생쥐의 정상적인 결장 조직에서 생산되는 대사산물을 확인했다. IMMS가 효소나 지방질이나 글루코오스나 아미노산 같은 대사산물 수백 가지를 동시에 측정할 수가 있다. 그런 후 연구진은 이 정상적인 프로필을 인간의 결장암 조직과 결장에 용종이 있는 실험용 생쥐에서 발견되는 프로필과 비교를 했다. 연구진은 결장암이 지방 대사 특히 지질과 지방산의 대사에 상당한 변화를 초래한 것을 발견했다. 그런 이상들이 인간이나 생쥐에 있어서 유사한 분자 지문을 만들었다고 힐은 말했다.

그런 다음 힐과 윌리엄즈는 분자 지문이 대변 속에서도 발견이 되는지를 확인하기 위해 유전자를 이식한 생쥐와 대조군 생쥐의 대변을 검사해보았다. 정말로 IMMS가 이전의 연구에서 드러난 대사 이상과 동일한 많은 대사 이상을 탐지해냈고 건강한 생쥐와 대장암이 있는 생쥐를 분명하게 구분할 수가 있었다. 정확하게 말해서 대변이 조직 표본과 똑같지는 않지만 조직과 많은 유사성을 갖고 있었다고 힐은 말했다. 우리는 지질과 지방산이 변하고 아미노산에도 변화가 있는 것을 발견했다고 그는 부언했다. 구체적으로 라이소인지질이라는 중요한 유형의 지방이 극적으로 변했다고 윌리엄즈는 설명했다. 그런 유형의 지질은 암 발생에 중요하고 특히 대장암과 관계가 있는 것으로 알려져 있다고 그는 덧붙여 설명했다. 힐과 윌리엄즈가 대장암을 초기에 진단하는 사용하기 편한 방법을 모색하는 데 있어서 이런 모든 것이 그들에게는 고무적이다.

조기 발견의 이득은 암이 인체의 다른 부위로 전이하기 전에 우리가 암을 찾아낼 수 있는 것이라고 윌리엄즈는 말했다. 우리의 연구결과는 0기 암 즉 용종 단계를 말하며 이는 대장암을 최대한 조기에 발견할 수 있는 것이라고 그는 부언했다. 흥미로는 점은 대변에서 차이점을 볼 수 있는 것이라고 힐은 말했다. 이는 대장암을 발견하는 비침습적이고 보다 더 포괄적인 조기경보 탐지 방법이 될 수가 있지만 실제로 그렇게 되려면 많은 연구가 필요하다고 그는 부언했다.

연구진은 다음 단계에서는 사람들의 대장암에도 분자 지문이 있는지를 알아보기 위해 인간의 대변 표본을 평가해보려고 한다. 힐은 그런 진단 검사를 시행하는 데 필요한 실험실 장비는 이미 판매되고 있다고 말했다.

출처: M. D. Williams et al., "The Fecal Metabolome in Hmga1 Transgenic Mice with Polyposis: Evidence for Potential Screen for Early Detection of Precursor Lesions in Colorectal Cancer" J Proteome Res. 2016; DOI: 10.1021/acs.jproteome.6b00035