암이 생기는 원인은 매우 다양하다고 알려졌다. 식사 및 생활 습관과 같은 후천적 요인이나 중금속, 자외선, 방사선, 바이러스 등의 환경적 요인이 체내에 쌓여 정상세포 염색체의 돌연변이를 유발하여 암이 발생한다. 같은 암이라도 사람에 따라 다른 양상으로 나타나는 이유도 이 때문이다.

예를 들어 대한민국에서 발생률이 가장 높은 암인 위암도 눈으로 보기에 같은 위암이라도 생물학적 양상이 다르다. 어떤 암은 진행이 느린가 하면, 어떤 암은 빨리 전이되고, 또 어떤 암은 특정 항암제에 잘 치료가 되는가 하면, 그와 다르게 어떤 암은 치료 효과가 적고 치료에 따른 부작용에 시달리게 만든다.

최근 암 유전자에 자주 발생하는 유전변이를 빠르게 찾아낼 수 있는 차세대 염기서열분석 검사가 등장하여 암 진단과 치료는 이제 새로운 발전 단계에 진입하였다. 최신 정밀의료 기술의 핵심인 차세대 염기서열분석(Next Generation Sequencing, NGS) 검사는 타겟(Target) 유전자를 하나의 패널(panel)로 구성해 암 관련 유전자 검사를 빠르고 효과적으로 수행할 수 있는 검사이다.

NGS는 DNA 가닥을 각각 하나씩 분석하는 방식으로 기존의 직접 염기서열 분석법에 비해 매우 빠르고 저렴하게 염기서열 분석이 가능하다는 장점이 있다. NGS 검사는 DNA를 일정한 조각(fragment)들로 분절화 시키고 장비가 인식할 수 있는 특정 염기서열을 가진 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide)를 붙여주는 라이브러리(library) 제작, 각 라이브러리 DNA 가닥의 염기서열이 장비에서 읽히는 단계, 그리고 장비에서 생산된 데이터를 가공하여 알고리즘으로 분석하는 단계로 구성된다.

NGS 검사를 통해 각 환자의 유전변이를 확인하여 유의미한 데이터를 기반으로 개인맞춤형 치료법을 찾음으로써 최적의 치료로 항암 효과는 높이고, 그에 따른 부작용은 최소화할 수 있다. 특히 기존의 유전자 분석 기술이 해당 환자에서 유전적 변이가 있다 없다 만을 알려주는 방식이었다면, NGS는 소량의 DNA까지 측정함으로써 분석의 민감도를 높혔다. 또 하나의 차이는 기존 암유전자 분석 검사로는 30일 이상 소요되던 시간이 차세대 염기서열 분석을 이용한 암유전자 패널 검사를 시행하면 1~2주로 단축된다는 점이다. 

암 진단에 있어 NGS가 중요한 또 다른 이유는 특정 유전자 변이 여부 뿐만 아니라 전체 변이 패턴의 정확한 분석도 필요하기 때문이다. 따라서 다양한 변이 탐지와 패턴 분석이 가능한 NGS는 동일한 암이라도 환자마다 패턴이 상이한 암 진단에 최적화된 검사법이라고 할 수 있다. 현재 차세대 염기서열분석 검사는 폐암, 유방암, 난소암, 대장암, 혈액암 분야 등에서 활발히 적용되며 점차 확대되고 있는 추세이다.

차세대 염기서열 분석 기술을 기반으로 한 암유전체 진단은 국내외적으로 다수의 상용화 서비스가 이루어지고 있다. 일례로 지니너스㈜의 캔서스캔®을 들 수 있다. 캔서스캔®은 말 그대로 암 조직에서 추출된 종양 DNA(tumor DNA)를 NGS 기반 딥 시퀀싱(Deep Sequencing)을 통해 유전적 변이를 검출한다. 딥 시퀀싱 및 자체 개발된 필터링 알고리즘을 이용해 5% 미만의 변형체 대립유전자 빈도(Variant Allele Frequency, VAF)를 가진 단일 염기서열 변이(Single Nucleotide variant, SNV)와 삽입/결실 변이(Insertion, Deletion; INDEL) 검출도 가능하다.

캔서스캔®은 특히 DNA 순도(purity) 계산 알고리즘을 도입하고, 레퍼런스 생성에 파라핀 처리된 검체를 포함시켜 포르말린 고정 파라핀 조직 단편(FFPE) 검체 분석 시 정확도를 향상시켰다. 또한, 공개된 다른 검출 알고리즘에 비해 FFPE 처리된 샘플의 시퀀싱 데이터를 높은 특이도로 검출 가능한 특장점이 있다.

성균관의대 삼성서울병원 박근칠 명예교수는 “캔서스캔®은 최소의 암조직에서 2%의 유전자 변이도 놓치지 않고 검출이 가능할 정도로 높은 민감도와 특이도를 자랑하며, 유전체 빅데이터와 AI를 통해 특정 유전적 변이가 있는 환자에게 적절한 항암제를 추천함으로써 정밀의료 구현에 이바지하고 있다. 앞으로 캔서스캔®의 활용도가 더욱 증가할 것으로 예상되며 암환자의 치료 성적 향상에 많은 기여를 할 것으로 기대된다.”고 전했다.