담배도 피우지 않았는데 폐암에 걸린 환자를 주변에서 흔히 볼 수 있다. 왜 그럴까. 암을 일으키는 융합유전자 돌연변이가 흡연 여부와 상관 없이 정상세포에서 발생할 수 있다는 사실이 과학적으로 증명됐다.
 
이를 확인한 주인공은. 주영석 KAIST 의과학대학원 교수와 김영태 서울대 의대 흉부외과 교수 공동연구팀. 이들은 5월 31일 폐암을 일으키는 융합유전자 유전체 돌연변이의 생성원리를 규명했다고 밝혔다.
  
연구팀에 따르면, 흡연은 폐 선암(lung adenocarcinoma)의 가장 큰 발병 인자로 알려졌지만 암 융합유전자 돌연변이인 ALK, RET, ROS1 등에 의한 암 발생은 대부분 비흡연자에게서 발견된다. 융합유전자로 인한 환자는 전체 폐 선암 환자의 10% 정도를 차지하고 있으나 이 돌연변이의 생성과정에 대해서는 알려진 것이 거의 없다.
 
연구팀은 유전자 상호간 관련 부분들을 총망라해 분석하는 ‘전장 유전체 서열분석 기법’을 대규모로 적용했다. 이전까지 폐 선암 유전체 연구는 주로 유전자 지역을 규명하는 ‘엑솜 서열분석 기법’이 사용됐다. 연구팀은 138개의 폐 선암 사례의 전장 유전체 서열 데이터를 생성 및 분석해 암세포에 존재하는 다양한 양상의 유전체 돌연변이를 찾아냈다. 특히 흡연과 무관한 폐암의 직접적 원인인 융합유전자를 생성하는 유전체 구조 변이의 특성을 집중적으로 규명했다.
 
유전체에 발생하는 구조적 변이는 DNA의 두 부위가 절단된 후 서로 연결되는 단순 구조 변이와 DNA가 많은 조각으로 동시에 파쇄된 후 복잡하게 서로 재조합되는 복잡 구조 변이로 나뉜다. 복잡 구조 변이는 암세포에서 많이 발견되고 있으며 DNA의 수십에서 수백 부위 이상이 동시에 절단됐다가 상당 부분은 소실되고 일부가 다시 연결되는 ‘염색체산산조각’ 현상이 대표적이다.
  
연구팀은 70%이상의 융합유전자는 복잡 구조 변이에 의해 발생하는 것을 확인했으며 융합유전자를 만드는 복잡 구조변이 패턴에 대한 정밀 분석결과 폐암 원인 융합유전자들이 정상 전구 세포에서 발생한다는 사실도 발견했다. 이는 복잡 구조 변이가 발생해 정상세포를 암세포로 돌변시킬 수 있다는 사실을 의미한다.

 

또 정밀 유전체 분석을 통해 복잡 구조 돌연변이가 폐암이 진단되기 수십 년 전의 어린 나이에도 이미 발생할 수 있다는 사실도 확인했다. 이 기술을 통해 융합유전자 발생은 폐암을 진단받기 수십 년 전, 심지어는 10대 이전의 유년기에도 발생할 수 있다는 사실을 확인했다.
 
이번 연구는 흡연과 무관한 환경에서도 융합유전자로 인해 폐 선암이 발생할 수 있다는 사실을 밝힌 것으로 비흡연자의 폐암 발생원인 규명 및 정밀치료 시스템을 구축하는 데 적용 가능하다. 흡연과 무관한 폐암 발생 과정에 대한 지식을 한단계 끌어올린 이번 연구는 향후 폐암의 예방, 선별검사 정밀치료 시스템 구축에 이바지할 수 있을 것으로 보인다.