[오늘의 과학자]줄기세포 변화로 백혈병환자 치료결과 예측

머니투데이

류준영 기자

기술 실용화 및 바이오마커로서의 활용계획에 대한 모식도<br><br> 급성 골수성 백혈병환자가 처음 내원했을 때 거치게 되는 골수검사에서 골수내 중간엽세포 (기질세포)의 양상을 분석하고, 이후 환자의 경과를 5년 정도 추적하여 그 상관관계를 비교한다. 통계적 검증과 더불어 유효수치 (cut-off value)를 설정하여, 진단 및 예후 측정장치로 정착화한다/자료=카톨릭대

연구내용 요점 및 도해 * 왼쪽: 백혈병 세포가 골수의 미세환경을 재편함 백혈병 세포에 의해 골수의 지지세포들이 유전적, 기능적 변화를 거치게 되어 백혈병에 맞는 새로운 미세환경으로 재편됨. 이 상황에서는 정상 조혈모세포는 소실이 일어나고 백혈병세포는 증식하게 된다. * 오른쪽: 초기 골수검사의 결과에 따라 위험도 예측. 진단할 때 분석하는 골수에서 미분화 상태의 중간엽세포가 감소해 있는 경우는 치료 후 5-8년간 완전치료 상태가 유지된다. 골수에 미분화 중간엽 세포가 증가된 경우는 조기에 재발할 위험이 있으며, 분화된 중간엽세포나 조골세포가 증가된 경우는 만기 (1년 이후) 재발할 가능성이 높은 것을 알 수 있다. 이러한 초기의 검사를 통해 고위험군의 환자를 사전에 선별하여 대책을 세울 수 있다/자료=카톨릭대

줄기세포를 통해 백혈병 환자의 예후 등 치료결과를 예측할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발했다.

이는 백혈병으로 처음 내원한 환자의 골수에 나타난 줄기세포 미세환경 기질세포들의 변화를 살펴, 치료 결과를 예측할 수 있는 기술이다.

이 기술은 고위험군 환자에 대해서 보다 효과적인 의학적 치료를 가능하게 할 수 있다는 점에서 의미를 찾을 수 있다.

오일환 소장/사진=카톨릭대

연구는 가톨릭대 기능성세포치료센터 오일환 소장(교신저자)가 주도하고, 김진아 박사(제1저자)가 수행하고, 예방의학교실 임현우 교수, 서울성모병원 혈액내과 조혈모세포이식센터 이종욱 소장이 참여했다.

급성백혈병은 의학기술 발전에도 불구하고 아직도 고령층 등에서 높은 사망률을 보이는 난치질환이다.

초기 치료 후 재발할 경우 사망률이 더 높아 급성백혈병이 재발할 확률이 높은 고위험군 환자들을 사전에 발견하기 위한 진단법 등의 연구가 세계적으로 활발하게 진행되고 있다.

특히 백혈병이 진행되는 과정에서 백혈병 세포가 정상 줄기세포를 지지하는 미세환경을 어떻게 변환시키는지가 세계적인 관심의 초점이었다.

31일 연구팀은 급성백혈병 환자들의 골수를 대상으로 연구한 결과, 백혈병세포들은 정상 줄기세포를 지탱하는 역할을 하고 있는 줄기세포 지지세포들의 유전자발현 프로그램과 지지기능을 변환시켜, 골수내의 줄기세포 미세환경을 색다르게 재구성 한다는 것을 발견했다.

또 이렇게 백혈병세포들에 의해 재편된 줄기세포 미세환경은 정상줄기세포에 대해서는 억제효과를 내는 대신 백혈병세포는 증식하도록 차별적으로 허용을 해 결국 인체 내에서 정상줄기세포는 소실되고, 백혈병세포만 자라게 함으로써 백혈병증세를 진행시키는 역할을 한다는 것을 밝혔다.

기술 실용화 및 바이오마커로서의 활용계획에 대한 모식도 급성 골수성 백혈병환자가 처음 내원했을 때 거치게 되는 골수검사에서 골수내 중간엽세포 (기질세포)의 양상을 분석하고, 이후 환자의 경과를 5년 정도 추적하여 그 상관관계를 비교한다. 통계적 검증과 더불어 유효수치 (cut-off value)를 설정하여, 진단 및 예후 측정장치로 정착화한다/자료=카톨릭대

아울러 이 과정에서 각각의 급성 백혈병 환자마다 줄기세포 지지세포들이 재편되는 정도가 다르며, 이러한 차이를 통해 급성백혈병 환자가 치료 후 장기간 완치상태를 유지할 지 또는 재발위험이 높을 지를 예측할 수 있다고 밝혔다.

연구팀은 줄기세포 지지세포의 초기 변화양상을 급성백혈병 환자의 경과를 예측하고, 보다 효율적인 치료를 가능하게 할 수 있는 바이오 마커로 개발할 것이라고 밝혔다.

오 소장은 "급성 백혈병의 재발은 환자의 치료 성적과 생존율에 치명적인 영향을 미칠 수 있으므로, 이번 기술을 이용해 재발위험이 있는 고위험군의 환자들을 미리 발굴해 대책을 세우는 치료를 통해 사망률을 줄이고 치료효과를 높이는 기술개발이 가능할 것"이라고 설명했다.

◆용어설명

▶백혈병세포: 혈액을 만들던 조혈 세포들이 암세포로 변화된 세포, 골수에서 지나치게 증식되어 백혈병을 일으킴.

▶줄기세포 지지세포: 정상 줄기세포들과 접촉하면서, 줄기세포의 생존과 기능을 조절하는 주변세포이며, 골수에서는 중간엽 세포들이 대표적인 지지세포에 해당함.

▶줄기세포 미세환경: 정상줄기세포가 몸 안에서 노출되는 생물학적 환경. 즉, 줄기세포를 둘러싸는 줄기세포 지지세포들과 지지세포들이 생산하는 성장인자등을 포함해서 총칭 미세환경이라고 함.

▶바이오 마커(Bio-marker): 단백질이나 DNA, RNA(리복핵산), 대사 물질 등을 이용해 몸 안의 변화를 알아낼 수 있는 지표. 바이오마커를 활용하면 생명체의 정상 또는 병리적인 상태, 약물에 대한 반응 정도 등을 객관적으로 측정할 수 있음.