간암은 4개, 대장암은 10개의 드라이브 돌연변이 필요해
29개 유형의 암의 7,500개가 넘는 종양을 연구해서 과학자들이 처음으로 암 발생에 필요한 돌연변이의 개수에 대해 편견 없는 수치를 제시했다. 웰컴 트러스트 생거 연구소의 연구원들과 그들의 공동 연구원들은 진화 분야의 기술을 활용해서 암이 생기기 위해서는 평균 1개에서 10개의 (주도적인) 드라이브 돌연변이가 필요한 것을 확인했다. 또 암을 야기하는 돌연변이의 수가 암의 유형에 따라 상당한 차이가 나는 것도 밝혔다.

이번 연구에서 연구진은 어떤 유전자들이 암 진화에 관련이 되는지 또 그런 유전자에서 몇 개의 돌연변이가 암을 유발하는지를 발견해내는 방법을 개발했다. 앞으로 병원에서 이 방법을 사용해서 개별적인 환자에게 존재하는 수천 개 돌연변이 중에서 몇 개의 어떤 돌연변이가 그 사람의 암을 유발하는지를 확인할 수가 있게 될 것이다.

150년 전에 찰스 다윈은 자연선택 과정을 통해 어떻게 다른 종이 진화하게 되는지를 밝혔다. 암도 장기간에 걸쳐 우리 몸속의 세포에 축적되는 돌연변이에 작용해서 자연선택을 통해 진화한다. 이번 연구에서 과학자들은 진화적인 입장을 적용해서 29가지 암의 7,500개가 넘는 종양의 자연선택을 수량화했다.

이번 연구의 두드러진 발견 중 하나는 몸속의 세포들이 항상 돌연변이를 잘 견뎌내고 있다는 점이다. 이는 부모로부터 유전되는 돌연변이는 흔히 잘 받아들여지지 않고 시간이 흐르면서 일반적으로 인류에게서 사라져버리기 때문에 놀랍다. 그러나 우리 몸의 세포 속에서 암이 발생하면 거의 모든 돌연변이가 그 세포의 생존에 영향을 미치지 않으면서 존속한다.

연구진은 또 29개 다른 유형의 암을 유발하는 주요한 암 유전자들의 목록도 작성했다. 그들은 새로운 몇 가지 암 유전자를 발견했고 기존의 암 유전자 목록들이 얼마나 완벽한지도 판별했다.

웰컴 트러스트 생거 연구소의 연구원으로 논문의 주저자인 피터 캠벨은 이렇게 설명했다.
“우리는 암 연구에 있어서 1950년대부터 논란이 되어온 오래된 문제를 다루었다. 즉 정상적인 세포가 암세포로 변하려면 돌연변이가 몇 개가 필요하냐는 문제를 다루었다. 해답은 소량이 된다. 예를 들면 환자 당 평균적으로 약 4개의 돌연변이가 간암을 유발하고 대장암은 전형적으로 10개 정도의 드라이버 돌연변이를 필요로 한다.”

정상세포를 암세포로 바꾸는 돌연변이 유전자 찾아내야
웰컴 트러스트 생거 연구소의 연구원으로 논문의 제1 저자인 이니고 마르틴코레나 박사는 이렇게 말했다.
“이번 연구에서 우리는 암을 유발하는 이런 핵심적인 돌연변이의 약 절반이 아직 암 유전자로 밝혀지지 않은 유전자에서 발생하는 것을 밝혀냈다. 암과 관련된 대부분의 중요한 유전자에 대해 이미 많이 알고 있지만, 아직도 발견해내지 못한 유전자들이 많이 있다. 우리는 파악하기 어려운 그런 유전자들을 찾아내기 위해 DNA 염기서열로 훨씬 더 많은 암을 연구해서 수만 개의 암을 연구할 필요가 있을 것이다.”

이번 연구에서 사용한 새로운 방법은 맞춤 암 치료에 있어서 진일보한 것이다. 미래에 병원에서 유사한 기법을 사용해서 개별적인 종양에서 전형적으로 발견되는 수천 개의 돌연변이 중에서 개별적인 환자의 암을 유발한 특정한 돌연변이를 찾아낼 수가 있을 것이다.

웰컴 트러스트 생거 연구소 소장으로 이번 연구에 참여한 마이크 스트라톤 교수는 다음과 같이 말했다.
“우리는 이제 돌연변이가 되면 암을 유발하게 되는 수백 개 유전자를 알고 있다. 이번 연구는 정상적인 세포를 암세포로 바꾸는데 필요한 그런 돌연변이 유전자의 수가 시종일관 비교적 적지만 관련된 구체적인 유전자는 암의 유형에 따라 다른 것을 보여주고 있다. 이번 연구는 또 우리가 아직도 그런 드라이버 유전자를 많이 확인하지 못하고 있고 앞으로 추가적인 연구를 통해 그런 유전자를 찾아내야 할 것을 보여주고 있다. 암을 유발하게 되는 근본적인 변화를 갈수록 더 정확하게 이해하는 것이 암을 치료하는 표적 치료법을 찾아내어 사용하는 토대가 된다.”

참조: I Martincorena et al., "Universal Patterns of Selection in Cancer and Somatic Tissues" Cell. 2017 Oct 18. pii: S0092-8674(17)31136-4.