항암제 진화 일등공신…인간 DNA 유전체 규명한 '이 기술' [약전약후]

암세포 유전자 분석 가능…화학요법·호르몬요법 한계 넘어

종양 발현 유전자 억제하는 분자 표적 항암제 개발 역할

ⓒ News1 윤주희 디자이너

(서울=뉴스1) 김태환 기자 = 인간 DNA(Deoxyribonucleic acid) 분석 기술의 발전은 화학 항암 치료와 호르몬 치료 요법을 넘어 새로운 종양 사멸 기전인 분자 표적 항암제 개발을 이끈 핵심 열쇠로 꼽힌다.

29일 의약계에 따르면 분자 표적 항암제는 정상 세포를 공격하지 않고 종양만 특정해 사멸하게 하는 방식으로 항암 효과를 내는데 DNA 분석 기술이 발달한 1990년대부터 집중적으로 개발돼 현재까지도 항암제 개발의 주류를 이룬다.

1980년대 이전 개발된 '시스플라틴'과 같은 백금계 항암 화학요법 항암제들은 암세포의 세포 분열을 억제하는 데 초점을 맞췄다. 이들은 암세포가 체내에서 더 이상 퍼지지 않도록 해 환자들의 생존 기간을 연장했지만, 정상세포도 공격하는 부작용이 컸다.

이후 유방암 등 일부 암종이 에스트로젠과 같은 호르몬의 영향을 받아 성장한다는 사실이 밝혀지면서 호르몬 분비를 사전에 차단하는 '타목시펜'과 같은 호르몬성 항암제가 등장했다.

하지만 호르몬성 항암제는 다양한 암종에 적용할 수 없는 점, 여전히 암세포만을 골라 사멸시키기 어렵다는 점에서 의료 현장의 수요를 충족시키기 어려웠다. 혈액암 등 환자의 치료 공백은 여전했던 셈이다.

이 시기 DNA 분석 기술은 종양에서 다수 발현되는 특정 유전자와 종양의 성장을 억제할 수 있는 종양억제유전자들의 역할을 규명하는 데 활용됐다. DNA 염기서열 분석을 통해 인간 게놈지도 등에 도전하면 암세포의 유전자도 확인할 수 있었다.

특히 이 과정에서 종양 세포 내 발현된 유전자들이 세포 분열을 일으키는 조절인자라는 사실이 규명된다. 그전까지 항암제를 개발하는 접근법이 단순히 세포 증식을 억제하는 것이었다면, 이제는 세포 분열의 작동 열쇠를 찾은 셈이다.

이렇게 등장한 것이 최초의 종양 유전자 표적약물인 올트랜스레티노산(ATRA) 분화요법이다. 이 요법은 급성 전골수성 백혈병의 분화 유도 기능을 활용해 종양 세포만을 표적해 공격했다.

다만, 초기 약물 투여 환자에서 암의 재발이 확인되면서 이전에 개발된 백금계 항암화학요법과 병용하는 방식이 활용됐다. 이 ATRA의 등장은 유방암의 종양유전자 'HER2'를 표적으로 하는 '허셉틴', 백혈병치료제 '글리벡' 등 후속 신약 개발을 이끈다.

이러한 초기 분자표적 항암제들도 단점은 있었다. 환자들이 약물에 장기간 노출될수록 내성이 생겨 항암 효과가 잘 나타나지 않았다. 이에 2005년에는 글리벡과 같이 'Bcr-Abl' 효소를 표적해 억제하면서도 내성을 줄인 '다사티닙' 같은 약물도 나온다.

DNA 분석기술도 점차 발전해 2001년 인간 게놈 염기서열을 발표하기에 이르렀으며, 약 2만 5000개의 인간 유전자수와 32억 쌍의 염기서열 전체를 확인하는 데 성공한다. 현재는 이 데이터를 바탕으로 종양 돌연변이 유전자들이 계속 규명되고 저분자 화합물과 항체라는 2가지 방식으로 항암제 개발의 주류를 이루고 있다.

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