항암방사선치료 후 남은 식도암 수술 조직이 위치에 따라 서로 다른 분자적 특성을 보인다는 연구 결과가 나왔다. 특히 선행 연구에서 방사선 저항성과 연관성이 제시된 ΔNp63/NRF2 유전자군은 ‘종양 가장자리’에서 가장 높게 나타났다.

서울대병원 방사선종양학과 장범섭·김학재 교수, 심장혈관흉부외과 나권중 교수, 병리과 이혜승 교수와 김병혁 전 서울시보라매병원 방사선종양학과 교수 공동 연구팀은 2005~2022년 수술 전 항암방사선치료 후 식도절제술을 받은 식도편평세포암 환자 56명의 수술 조직을 분석한 결과를 1일 발표했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘npj Precision Oncology’에 게재됐다.

이번 연구는 단일기관 후향적 관찰 연구다. 연구팀은 환자 56명의 보관 수술 조직으로 조직 마이크로어레이를 만들고, 조직의 위치 정보를 유지한 채 유전자 발현을 측정하는 공간전사체 기술인 Visium을 이용해 분석했다.

분석 결과 연구팀은 조직을 8개 공간 영역으로 구분했다. 이 가운데 10명 이상에서 확인된 주요 영역은 종양 가장자리, 섬유-면역 영역, 기질 경계, 점막 이행 영역, 스트레스 반응 영역 등 5개였다. 섬유-면역 영역은 환자 조직의 평균 53.0%를 차지해 가장 넓었다.

5개 주요 영역에서 37개 유전자군의 발현 점수를 비교한 결과, 모든 유전자군이 영역에 따라 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 특히 ΔNp63/NRF2 유전자군은 종양 가장자리에서 가장 높고 기질 경계에서 가장 낮았다.

연구팀은 이러한 공간적 특성이 환자의 치료 경과와 연관되는지도 탐색했다. 병리학적 퇴행 등급 1~2등급 환자 29명 가운데 섬유-면역 영역을 평가할 수 있었던 27명을 분석한 결과, 염증과 ΔNp63/NRF2, SPP1, 다중 방사선 저항성, 발암성 전사인자 관련 유전자군 점수가 높을수록 진행·재발이나 사망 없이 지낸 기간인 무실패생존기간이 짧은 경향을 보였다.

비보정 분석에서 각 유전자군 점수가 표준편차 1만큼 높아질 때 진행·재발 또는 사망의 위험비는 1.76~2.53으로 나타났다. 염증 관련 유전자군의 위험비가 2.53으로 가장 높았다.

다만 이 생존 분석은 27명을 대상으로 한 탐색적 분석이다. 병리학적 퇴행 등급과 치료 후 림프절 상태를 보정한 분석에서는 5개 유전자군 모두 다중검정 보정 후 통계적 유의성이 유지되지 않았다.

이번 연구는 단일기관에서 장기간 수집된 보관 수술 조직을 후향적으로 분석했으며 독립적인 외부 환자군에서 검증되지 않았다. 또 항암방사선치료 후 절제한 조직을 분석한 만큼 이번 결과만으로 치료 전 방사선 반응을 예측하거나 확인된 유전자군을 독립적인 예후 지표로 볼 수는 없다. 연구진은 독립적인 환자군을 통한 추가 검증이 필요하다고 밝혔다.

장범섭 서울대병원 방사선종양학과 교수는 “이번 연구는 항암방사선치료 후 식도암 조직의 공간 지도를 구축하고, 종양과 주변 조직이 위치에 따라 서로 다른 분자적 특성을 지닌다는 점을 밝혔다”며 “식도암의 치료 후 미세환경을 이해하고, 향후 정밀의학 연구를 발전시키는 데 의미 있는 기반이 될 것”이라고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 과제와 중소벤처기업부 Scale-up TIPS R&D 사업의 지원을 받았다. 논문에 따르면 나권중 교수는 포트래이(Portrai)의 공동 창업자이자 주주이며 Inocras로부터 연구비를 받고 있다. 연구비 지원기관은 연구 설계와 데이터 수집·분석, 결과 해석, 논문 작성 및 투고 결정에 관여하지 않았다고 논문은 밝혔다.