DGIST, 암 진단 정확도 높이는 ‘동시 세포 분리 기술’ 임상 가능성 입증

DGIST(총장 이건우) 뉴바이올로지학과 김민석 교수 연구팀이 독일 함부르크-에펜도르프 대학병원(UKE) 및 ㈜씨티셀즈와 공동연구를 통해 혈액에서 순환종양세포(CTC)와 순환 암연관섬유아세포(cCAF)를 동시에 자동 분리할 수 있는 기술로 맞춤형 정밀 암진단의 새로운 지평을 열었다.

연구팀은 3종의 FDA 승인 자동화 CTC 분리 시스템(표지자 기반, 크기 기반, 혈구세포 제거 기반)을 동일한 환자 혈액을 대상으로 비교 분석한 결과, DGIST가 원천기술을 보유하고 ㈜씨티셀즈가 상용화한 'CTCeptor' 기술이 세계 최고 수준의 성능을 갖췄음을 확인했다. 특히 CTCeptor는 크기와 표지자 특성이 다양한 종양세포를 높은 효율로 포획할 뿐만 아니라, 종양미세환경에서 중요한 역할을 하는 암연관섬유아세포(CAF)까지 동시에 분리할 수 있음을 검증해 큰 주목을 받았다.

초기 유방암 환자 혈액 분석 결과, 기존의 CellSearch(표지자 기반) 및 Parsortix(크기 기반) 기술 대비 CTCeptor(혈구세포 제거 기반)가 CTC 검출률이 15배 이상 높게 검출됨을 확인했다. 또한 동일한 샘플에서 cCAF가 CTC보다 평균 약 10배 높은 빈도로 검출됐으며, CAF 표지자의 이질성을 혈액 유래 세포에서 최초로 규명했다. 이 결과는 액체생검의 민감도와 정밀도를 한 단계 높여 조기 진단과 치료 반응 모니터링의 정확도를 크게 향상시킬 수 있음을 보여준다.

특히 연구팀은 유방암, 폐암, 난소암 등 여러 암세포주와 유방암 CTC 유래 세포주를 활용한 추가 실험에서도 CTCeptor가 세포 크기(13~17 μm)와 EpCAM 발현 수준과 관계없이 안정적이고 높은 회수율을 보인다는 사실을 확인했다. 반면, 크기 기반 필터 기술은 세포 변형성에 따라 포획 효율이 낮아질 수 있는 한계가 있음도 입증됐다.

김민석 교수는 “지난 25년간 액체생검 기술은 혈액에서 암 정보를 얻는 데 초점이 맞춰졌다면, 이번 연구는 암뿐 아니라 종양미세환경의 핵심 정보까지 파악할 수 있는 토대를 마련했다는 점에서 의미가 크다”며, “한 번의 채혈로 종양세포와 미세환경 세포를 동시에 분석할 수 있어 신약 개발 성공률을 높이고 맞춤형 치료 전략 수립에도 크게 기여할 것”이라고 말했다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단의 개인연구지원사업의 중견과제, ERC Advanced Investigator Grant, INJURMET, German Cancer Foundation (DKH) Priority Program 'Translational Oncology' 지원을 받아 수행됐으며, 연구결과는 기술적·학술적 가치를 인정받아 국제 학술지 'Analytical Chemistry' 표지 논문으로 게재됐다.