암에 걸리면 단일의 cancer biomarker를 분비하지 않고 복수의 생체표지자들을 분비한다는 사실을 인식해야한다. 암검사의 혁신과정은 대표적인 단일 cancer biomarker에서 다지표 cancer biomarkers의 필요성에 의하여 2007년 FDA에서 체외진단다지표검사(In Vitro Diagnostic Multivariate Assays: IVDMIAs)가 탄생하게 되였다. 즉 healthy population과 cancer population 사이에서 양 집단간에 해석함수를 사용해서 정량적으로 진단할 수 있도록 규정하여 생체정보학(bioinformatics)의 활용방법이 활성화가 되였다.
1. 종합 암 정량검사의 혁신 - 다지표암검사 (Innovation of Quantitative test for Cancer)
일단 암에 걸리면 5년 생존율이 매우 낮다. 그러나 암도 조기에 발견하여 적절한 치료를 받을 수 있으면 생존율은 현저하게 개선된다. 일반적으로 임상병기 1, 2기에는 80% 이상의 5년 생존율을 보이나 4기에서는 20%에 불과하다. 결국 암 정복의 지름길은 암을 조기에 발견하는 것으로 귀결된다. 최근에 바이오 기술과 인포머틱스 기술(bioinformatics)의 결합으로 건강인 집단과 암에 걸린 질병집단과의 함수관계를 과학적으로 규명하고 진단하는 획기적인 기술이 개발되었다.
서울대학교 의과대학 삼성 암연구동에 위치한 (주)바이오인프라에서 해당 암 별로 150-200 증례를 분석하고 8년간의 RnD를 통해서 기존의 혈액 검사방법을 탈피한 새로운 정량검사방법인 체외진단다지표검사(IVDMIAs)를 개발하고 폐암, 위암, 간암, 대장암, 전립선암(남), 유방암(여) 등 6대암의 검출율이 85-95%로 높다고 한다.
2. 암 생체표지자의 유래(Cancer biomarker proteins)
Cancer biomarker proteins는 1847년 Henry Bence Jones가 처음으로 발견하였고 Bence-Jones 단백은 현재도 다발성골수암(Multiple myeloma)의 진단에 유용하게 활용되고 있다. 2006년 통계에 의하면 1261개의 cancer biomarker protein들이 연구를 통해 발견되고 의학전문지에 보고가 되었으나 현재까지 FDA 승인되어 암 환자의 치료 후 모니터링에 사용되는 cancer associated antigens(CAAs)은 오직 9개 뿐이다.
기존의 혈액을 이용한 암 검진 목적의 검사는 상기에 기술된 암 환자 모니터링 용 CAAs 등 대표적인 생체표지자 5-6 개를 검사하고 결과의 cut-off 수치만을 참고함으로 조기 진단에는 한계가 있었다. 암은 다양한 유전자의 변이로 생성되는 대표적 질병인데 하나의 표지자로 하나의 암을 그것도 조기에 진단하는 데는 무리가 있고 특히 모니터링에 사용되는 CAAs 들만으로 효과적 검진에는 한계가 있어 실제로 기존의 혈액검사로는 암 환자의 30-40% 정도를 찾아내는 정도에 불과하다. 이에 여러 표지자들을 정량 검사하고 그 결과를 바탕으로 정상인 집단과 암 집단 간의 함수관계를 정량적으로 분석하여 진단할 수 있는 방법이 새롭게 각광받게 되었다. 바로 이 검사방법이 체외진단다지표검사(In Vitro Diagnostic Multivariate Index Assays: IVDMIAs)를 적용한 6대 암 검사법이다. 미국의 FDA에서도 2006년부터 IVDMIAs의 미래 의학적 유용성과 연구 활성화를 예견하여 판정 기준을 수립하였고 현재까지 2 종류의 진단 제품(Mammaprint, Ova-1)을 승인하였다.
3. 체외진단다지표검사
(In Vitro Diagnostic Multivariate index Assays: IVDMIAs)의 등장
체외진단다지표검사, 즉, In Vitro Diagnostic Multivariate Index Assays(IVDMIAs)을 적용한 신 개념의 암 검사방법이 개발되어 임상에 상용화되고 있다. 여성 난소의 악성종양(암)과 양성종양을 감별진단하기위해 5가지 단백 생체표지자들을 최적으로 combination한 것이 OVA 1(미국 Vermillion사) 검사이다. 이 검사방법의 특징은 5개의 생체표지자들을 종합적으로 검사하고 난소 악성종양집단과 양성종양 집단 간의 함수관계를 정량적으로 규명하고 그 관계를 지수화 하는 특수한 기법이다.
(주)바이오인프라에서는 이 방법을 좀더 확대하여 26가지 생체 단백표지자를 검사하고 그 결과들을 토대로 6개암에 대해 통계 알고리즘으로 각각 분석하여 암별로 정량화된 지수(0.0~1.0)를 추출하여 이 지수로서 암의 유무를 판별하는 기법을 개발하였다. 이는 현재까지 국내.외 어디에서도 개발된 적이 없는 복수 암을 단 한번의 혈액 검사로서 판별하는 최초의 IVDMIAs 기법이고 진단의 정확성도 기존 혈액 암 표지자 검사에 비해 2~3배 이상 높은 획기적인 검사법이다.
그림 1. 복수 암의 진단도구
그림 2. 단일표지자검사와 다표지자검사의 비교
4. 미국 식약청의 체외진단다지표검사(IVDMIAs)의 정의
(FDA, Definition of In Vitro Diagnostic Multivariate Index Assays: IVDMIAs)
FDA의 정의를 보면 체외진단다지표검사(IVDMIAs)란 질병이나 다른 상태를 진단, 치료, 완화, 처치, 예방을 목적으로 해석 함수를 사용하여 환자의 특이적 결과로 "분류", "점수", "지수" 등 산출하기위한 복수 결과들의 결합장치이다.
암 진단에서 체외진단다지표검사의 의미는 특정 암에 특이도가 100%에 가까울 정도로 높은 생체표지자가 실제에는 없으므로 다수의 생체표지자들을 결합시키고 분석을 통계 기법으로 정량화하여 진단 정확도를 높일 수 있는 방법을 활용하는데 있다. 즉, 특정 암에 관련된 여러 개의 생체표지자들을 과학적으로 결합하여 진행성 암 뿐만아니라 조기 암의 검출율도 높이는 방법이 체외진단다지표검사(IVDMIAs)이다.
그림 3. FDA IVDMIAs의 모형
특정한 암에 독특한 생체표지자는 없으므로 수많은 생체표지자들을 어떻게 과학적으로 규명하고 결합(combination)하느냐가 IVDMIAs의 핵심기술이다.
즉, 현재까지 병원들에서 시행되고 있는 검사가 생체표지자의 검사 수치에만 의존하는 것에 비해 IVDMIA는 여러 표지자들의 상호관계를 통계분석에 의해 결합하여 피검사자 개개인의 건강 상태를 수치화한 것이다. 이는 마치 기존 검사를 일반 휴대폰에 비유하면 IVDMIAs에 의한 검사는 최신 스마트폰으로 비유되는 차이로 쉽게 설명할 수 있다.
그림 3. 체외진단다지표검사의 결과
4. 맞춤의료검사 (Personalized Medicine Test)
맞춤 의료의 도입은 예방과 진단, 소비자들을 참여시켜 미래 의료서비스 패러다임으로 변화를 주도하고 있다. 예측이나 예방 측면의 소비자가 주체가 되는 건강진료 활동을 직접적으로 가능하게 하고 있다.
Proteins, genes, metabolic pathways, potential benefits 등을 통하여 조기질병을 발견하고 질병개발과 유사한 정보, 치료의 동정, 치료반응의 예측과 같은 생체표지자들에 의한 환자의 특이한 정보를 토대로 의료 서비스나 치료를 맞춤으로 제공하는 것이다. 따라서 IVDMIAs도 맞춤의료검사이다.
5. 암 체외진단다지표검사의 선구자
(Pioneer in Cancer IVDMIAs)
서울대학교 의과대학 삼성암연구동에 있는 (주)바이오인프라에서는 세계최초로 6대 암 - 위암, 폐암, 전립선암, 유방암, 대장암, 간암 -을 동시에 진단하는 검사방법을 개발하였다.
이 방법은 획기적인 신기술 방법으로 정상인 집단과 암 환자 집단 사이에서 복수 생체표지자들의 결과를 과학적으로 규명하고 통계학적으로 최적의 모형을 추출하여 결합한 체외진단다지표검사(IVDMIAs)로 암 검출의 정확도를 85~95% 정도로 높인 독특한 검사방법을 개발하고 시범 서비스를 시작하였다.
시범 서비스를 받고자하는 사람은 아래로 연락하여 예약 후 검사할 수 있다.
Web site: http://www.bio-infra.com
CS 전화: 070-8859-8543, 070-8859-8553, 02-3668-7941 CP; 010-7495-8495
e-mail: johnmadams@bio-infra.com
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