암게놈 프로젝트의 종료에 즈음하여: 성과와 향후 과제

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-07

10,000가지 종양에 대한 유전적 개요(genetic profile)를 작성하려는 매머드급 노력이 공식적으로 종결됐다. 2006년 미화 1억 달러를 들인 예비연구로 시작된 암게놈지도(TCGA: The Cancer Genome Atlas) 프로젝트는 이제 국제 암게놈 컨소시엄(ICGC: International Cancer Genome Consortium)을 구성하는 최대 프로젝트가 되었다. 국제 암게놈 컨소시엄은 16개국 과학자들의 협력체로, 거의 1,000만 개의 암 관련 돌연변이를 찾아내는 성과를 올렸다. 그러나 문제는 `앞으로 어떻게 할 것인가?`다. 일부 연구자들은 `시퀀싱에 초점을 맞추고 계속 밀어붙여야 한다`고 주장하는 반면, 다른 연구자들은 `연구를 확장하여, 그 동안 발견된 돌연변이들이 암의 발병과 진행에 미치는 영향을 연구해야 한다`고 맞서고 있기 때문이다. "우리는 이제 그만 TCGA를 마무리짓고, 승리의 팡파르를 울려야 한다. 특정 암과 관련된 돌연변이를 찾아내려면 한도 끝도 없다. 중요한 것은 비용편익비율(cost–benefit ratio)이다"라고 콜드스프링하버연구소의 소장을 맡고 있는 브루스 스틸먼 박사는 말했다. 스틸먼 소장도 처음에는 TCGA의 열렬한 지지자였다. 일각에서는 `대규모 프로젝트를 수행하면 개별 연구자들의 연구비를 빼앗아갈 것`이라며 우려를 표명했지만, 그는 TCGA의 선봉에 섰다. 애초에 3년짜리 프로젝트였던 TCGA는 5년 더 연장되었다. 2009년 TCGA는 미 국립보건원(NIH)으로부터 1억 달러의 연구비를 추가로 지원받았고, 글로벌 경제위기 때는 침체된 미국 경제를 살리라는 뜻으로 1억 7,500달러의 촉진기금(stimulus funding)까지 받았다. 처음에는 혼란도 겪었다. 당시의 시퀀싱 기술은 신선한 조직에만 적용될 수 있었기 때문에, 조직 샘플을 신속히 냉동해야 했다. 그러나 임상에서 사용하는 조직샘플은 대부분 파라핀에 고정한 후 병리학자들에게 검사를 맡기기 위해 염색을 해야만 한다. "사정이 그렇다 보니, TCGA의 예산집행 중에서 가장 큰 비중을 차지하는 것은 `신선한 조직샘플을 찾아 비용을 지불하는 것`이었다"고 미 국립암연구소(NCI) 산하 암유전체학 사무국의 루이스 스타우트 국장은 술회했다. 또 한 가지 문제는 `데이터의 복잡성`이었다. 비록 몇 개의 `발암유전자(drivers)`들이 암의 발병에 두드러지게 기여하는 것으로 나타나기는 했지만, 대부분의 돌연변이들은 독특한 유전적 특징의 복합체여서, 종양 사이의 공통점을 거의 찾아보기 힘들었다. 발암유전자들을 겨냥한 약물실험은 이윽고 또 하나의 문제를 야기했으니, 그것은 `암이 신속하게 저항성을 획득한다`는 것이었다. 약물이 특정 세포과정을 차단하면, 암은 다른 유전자를 활성화시켜 그 과정을 우회하는 것이 상례다. "이상과 같은 어려움에도 불구하고, TCGA는 암 연구의 거의 모든 분야에 도움을 줬다. TCGA의 데이터는 종양 분류의 새로운 방법을 제시했고, 기존에 몰랐던 약물표적과 발암유전자를 찾아내기도 했다"고 존스홉킨스 의과대학의 버트 보겔스타인 박사(암유전학)는 평가했다. 그러나 일부 연구자들은 아직도 시퀀싱에 대한 미련을 버리지 못하고 있다. 2014년 1월 21개의 암에 관한 돌연변이 데이터를 통계적으로 분석한 결과, 시퀀싱은 아직도 임상적으로 유용한 돌연변이를 찾아낼 잠재력을 지닌 것으로 밝혀졌다(M. S. Lawrence et al. Nature 505, 495–501; 2014). 지난해 12월 2일, 스타우트 국장은 "TCGA는 일단 종료됐지만, NCI는 3개의 암, 즉 난소암, 결장직장암, 폐 선암종(lung adenocarcinoma)에 대해 강도높은 시퀀싱 작업을 계속할 것"이라고 발표했다. 3가지 암에 대한 시퀀싱 결과가 나오면, NCI는 그 성과를 평가한 후 다른 암을 추가로 시퀀싱할지 여부를 결정할 예정이다. 연구범위의 확장 그러나 최근 들어 유전체 연구를 둘러싼 환경은 많이 달라졌다. 이제 연구자들은 상세한 임상정보(환자의 건강, 치료경력, 치료에 대한 반응 등)를 연구에 통합시킬 수 있게 되었다. 파라핀에 고정시킨 샘플을 시퀀싱하는 것이 가능해졌기 때문에, 이제 연구자들은 과거의 임상시험 데이터를 활용하여, 특정 돌연변이가 환자의 예후와 치료반응에 어떤 영향을 미치는지를 연구할 수 있다. 스타우트에 의하면, NCI는 조만간 "TCGA에서 확립된 방법론과 분석 파이프라인을 이용하여, 임상시험 과정에서 채취된 조직샘플을 시퀀싱하는 연구계획서를 제출하라"는 공고(公告)를 낼 것이라고 한다. 그렇다면 TCGA를 제외한 다른 ICGC의 구성원들은 어떤 움직임을 보이고 있을까? ICGC의 공동 창립자인 톰 허드슨 박사(캐나다 온타리오 암연구소 소장)에 의하면, ICGC의 다른 연구팀들도 NCI와 유사한 행보를 보일 것으로 예상되며, 2015년 2월에 2차 프로젝트에 관한 계획을 발표할 예정이라고 한다. "각국 정부들은 보건의료비 부담을 줄이기 위해, 항암치료에 대한 반응성이 높은 유전자를 찾아내는 데 골몰하고 있다. 항암치료에는 비용이 많이 들므로 어떤 환자가 항암제에 잘 반응하는지를 알아내는 것은 매우 중요하다"고 허드슨 박사는 말했다. NCI는 또한, TCGC뿐만 아니라 ICGC에서 도출된 모든 데이터들을 망라하는 통합데이터베이스를 구축할 예정이다. 이 데이터베이스가 완성되면 보다 많은 연구자들이 ICGC의 데이터에 접근하고 ICGC가 확립한 분석도구를 활용하게 될 것이다. 현재 축적된 암유전체 데이터는 약 20페타바이트(10^15바이트)인데, 규모가 너무 방대하고 다루기가 어려워, 대형 연구기관의 연구자들만이 이용할 수 있는 실정이다. 설사 데이터에 접근하더라도, 이를 다운로드 받는 데만 무려 4개월씩이나 걸리기도 한다. "현재의 계획들을 실행하려면 촉진기금을 지원하는 것만으로는 부족하다. 그러나 시퀀싱 비용이 내려가고 있는 데다, 바이오뱅크에 저장된 조직샘플을 사용하면 비용을 더 절감할 수 있다. 유전체학은 암연구의 핵심이다. 우리는 보다 체계적인 방법으로 암 게놈에 관한 의문을 해결해야 한다"고 스타우트 국장은 말했다. cancer genome.JPG http://www.nature.com/news/end-of-cancer-genome-project-prompts-rethink-1.16662