대장암에서 미세잔존암 감지를 위한 개인 맞춤형 순환 종양 DNA 검사

Personalised circulating tumour DNA assay with large-scale mutation coverage for sensitive minimal residual disease detection in colorectal cancer

S-B Ryoo., et al. British Journal of Cancer (2023)

순환 종양 DNA (ctDNA)를 사용하여 수술 후 미세잔존암 (Minimal Residual Disease, MRD)을 감지하기 위해서는 매우 민감한 분석 플랫폼이 필요합니다.

이 연구에서 연구진들은 암 수술 후 미세잔존암을 감지하기 위해 AlphaLiquid® Detect 플랫폼을 개발했습니다. ctDNA 감지를 위한 개인 맞춤형 패널은 각 환자의 종양 조직의 전장 엑솜 시퀀싱 (Whole exome sequencing, WES) 데이터에서 환자 특이적인 종양 변이를 선별하여 제작하였습니다. 이 후 초고뎁스 (ultra-high-depth) 염기서열 데이터를 사용하여 미세잔존암을 확인했습니다.

총 98명의 대장암 환자에서 시험한 결과, 수술 3주 후 21.4%가 미세잔존암 양성이었으며, 양성의 미세잔존암 결과는 낮은 무병 생존율 (Disease-free survival, DFS) 과 연관이 있었습니다. 보조 요법 후 미세잔존암 음성으로 전환된 환자는 무병 생존율이 상당히 개선된 결과를 확인했습니다.

→ 다수의 환자의 특정 돌연변이를 모니터링하는 종양 변이 특이적, hybrid-capture 기반의 ctDNA 검사는 대장암의 재발을 예측하는 미세잔존암 감지에 사용될 수 있음을 확인하였습니다

거세저항성 전립선암에서 유전체 변이 평가를 위한 액체생검의 실용성

Practical Utility of Liquid Biopsy for Evaluating Genomic Alterations in Castration-Resistant Prostate Cancer

S-H Jeong., et al. Cancers (2023)

거세저항성 전립선암 (Castration-resistant prostate cancer, CRPC) 환자의 유전체 변이에 대한 전통적인 조직 기반의 평가에는 한계가 있습니다.

이 연구에서 연구진들은 CRPC에서 genomic alteration의 평가를 위한 액체생검의 임상적 유용성을 평가하기 위해 AlphaLiquid®100을 사용하여 87명의 환자들로부터 cfDNA를 분석하였습니다.

그 결과, 총 87명의 환자 중 78명 (89.7%)에서 cfDNA의 somatic mutation이 검출되었습니다. 23명의 환자들에서 암으로 발전될 수 있는 유해한 HRR 유전자 돌연변이가 발견되었고, 11명의 환자들에서 병원성 예측 알고리즘에 의해 가능성 있는 병원성 돌연변이가 추가로 발견되었습니다. 조직은 33명의 환자들에서 sequencing 되었으며, 그 결과 51.5%의 샘플에서만 NGS 결과를 얻을 수 있었습니다. 특히 조직에서 발견한 somatic mutation을 검출하기 위한 cfDNA기반 액체생검의 일반적인 민감도는 71.8% 였지만, HRR 유전자에서 중요한 somatic/germline mutation은 더 높은 일치도(100%)를 보였습니다.

→ 액체생검은 genomic alteration을 평가하기 위해 CRPC 환자에서 조직 생검의 합리적인 대체물이 될 수 있음을 확인하였습니다.

Targeted Deep Sequencing을 이용한 소변 DNA에서 요로상피성 방광암의 정확한 검출

Accurate Detection of Urothelial Bladder Cancer Using Targeted Deep Sequencing of Urine DNA

D Lee., et al. Cancers (2023)

혈뇨가 있는 환자는 일반적으로 방광암(BC)을 검출하기 위해 침습성 방광경 검사(cystoscopy)를 받습니다. 방광경 검사와 관련된 위험을 피하기 위해 방광암 검출을 위한 몇 가지 소변 기반 방법 중 가장 두드러진 것은 소변 DNA의 deep sequencing입니다. 그러나 현재의 방법은 상당한 수준의 false-positive 신호를 가지고 있습니다.

이 연구에서는 종양 샘플 없이 소변에서 방광암 종양 DNA를 정확하게 검출하는 방법인 uAL100에 대해 보고하였습니다. 방광암 환자 43명과 건강한 기증자 21명의 소변 샘플을 사용하였고, uAL100은 민감도 83.7%, 특이도 100%로 방광암을 검출했습니다. 방광암 검출을 위해 uAL100에 의해 소변 DNA에서 확인된 돌연변이는 방광암 종양 발생 및 진행과 높은 연관성이 있었습니다.

→ uAL100은 방광암 초기 검출을 위한 다른 소변 기반 방법에 비해 정확도가 향상되었으며, 혈뇨 환자의 불필요한 방광경 검사를 줄일 수 있음을 확인하였습니다.

IMBdx의 AlphaLiquid® 플랫폼은 진행성 암을 포함하여 재발 및 조기진단 등 암의 전주기를 아우르는 진단 서비스를 제공합니다.

[AlphaLiquid® Screening]

AlphaLiquid® Screening은 일반인을 대상으로 암 조직에서 유래한 순환 종양 DNA의 종양 특이적인 메틸화 패턴과 절편화 패턴의 존재유무를 확인하여 암을 조기에 발견하는 기술입니다. 한 번의 혈액검사로 다양한 암의 존재 유무 판별이 가능하여 다중암 조기진단 기술이라고 하며, 이 기술을 적용한 캔서파인드(CancerFind) 진단 서비스를 곧 검진센터에서 받아보실 수 있습니다! 👏

캔서파인드(CancerFind) 진단 서비스와 관련된 소식은 앞으로 차차 업데이트 드릴 예정이오니 많은 관심 부탁드립니다!

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• 혈액에서 추출된 cfDNA를 이용하여 DNA 메틸레이션을 관측할 수 있는 실험기법이 적용된 차세대염기서열분석을 통해 메틸레이션 시퀀싱 데이터를 생성합니다.
• 생성된 데이터로부터 메틸레이션 (methylation), 복제수 변이 (copy number alteration), 절편화 (fragmentation) 패턴을 추출하여 암 특이적인 패턴을 판별하는 머신러닝 기반의 암 시그니처 앙상블 모델에 적용하여 분석을 진행합니다.
• 앙상블 적용 결과를 기반으로 암의 존재 유무를 판별하고, 암 특이적인 패턴이 확인되는 경우, 추가로 원발부위에 대한 예측 결과를 제공합니다.

950명의 cfDNA 샘플 (정상인 361명, 대장암 107명, 간암 113명, 폐암 238명, 전립선암 131명)과 239명의 종양 조직을 이용하여 전장유전체 메틸레이션 시퀀싱 데이터를 생성하고, 조기 암에서 가장 먼저 발견되는 후성유전학적 특징인 메틸레이션 패턴과 암에서 자주 발견되는 유전학적 특징인 복제수 변이, 암 환자의 cfDNA에서 관측되는 절편화 특징을 추출하여 머신러닝에 기반한 통합 분석 기술을 이용한 결과, 95.2%의 특이도에서 87.7%의 민감도를 확인하였고, 원발암을 77.5%의 정확도로 예측하였습니다. 이것은 각각의 특징을 사용했을 때보다 민감도는 10-27% 증가하였고, 원발암 예측 정확도는 4-16% 향상된 결과입니다.

• (좌) 정상인, 대장암, 간암, 폐암, 전립선 암 환자를 대상으로 전장유전체 메틸레이션 시퀀싱에 기반한 다중 특징 통합 분석을 통해 정상인과 암 환자간에 명확하게 구분되는 점수의 분포를 확인하였으며, 암의 병기에 따라 점수가 높아지는 경향성을 볼 수 있었습니다.

  
  

• (우) 원발암에 대한 예측 점수에서도 각 암종에서 자신의 암에 해당하는 점수의 분포가 높게 형성하고 있음을 확인하였고, 이를 기반으로 77.5%의 정확도 (암종별로는 70-83%)로 원발암을 예측할 수 있었습니다.

[AlphaLiquid® Detect]

AlphaLiquid® Detect는 수술 당시 암 조직에서 종양 특이적인 유전자 변이를 검출하여 환자 맞춤형 유전자 패널을 제작하고, 수술 후 미세잔존암 (Minimal Residual Disease, MRD)을 모니터링하는 hybrid-capture NGS 기반의 개인 맞춤형 검사입니다.

• AlphaLiquid® Detect는 종양 조직 (FFPE tissue, FF)와 PBMC의 전장 엑솜 시퀀싱 (Whole exome sequencing, WES)을 수행합니다.
• WES 데이터로부터 환자 특이적인 종양 변이를 선별하여 개인 맞춤형 패널을 제작합니다.
• 이후 개인 맞춤형 패널을 이용하여 초고뎁스의 타겟 캡처 시퀀싱을 통해 MRD의 유무를 검사합니다.

총 98명의 대장암 2, 3기 환자들을 대상으로 조직 (Fresh Frozen)에서 추출한 genomic DNA를 사용하여 전장 엑솜 시퀀싱 (WES)을 수행하였습니다. WES 데이터에서 자체 개발하여 특허로 등록된 모니터링 변이 선별 파이프라인을 통해 이 후 모니터링 할 변이들을 선별하였습니다. 선별된 변이들을 타깃하는 개인 맞춤형 패널 (BeSpoke Panel, BSP)를 제작하여 환자의 혈액을 100,000X 이상의 초고뎁스로 타깃 시퀀싱을 수행하였습니다.

• (A) 수술 후 3주 (보조 화학 요법 이전) 시점의 미세잔존암 양성군 (MRD positive)은 음성군에 비해 8배 더 재발 위험도가 높았습니다. 또한 3년 무질병 생존율 (3-yr Disease Free Survival)이 미세잔존암 양성 (32.2%)일 때 음성 (88%)의 경우보다 유의하게 좋지 않음을 확인할 수 있었습니다.
   
• (B) 수술 후 3주 시점에서 미세잔존암 양성이었던 환자들 중 보조 항암 치료를 받은 환자들에 대해서 수술 후 1년 시점의 혈액에서의 미세잔존암 음성인 환자들은 양성인 환자에 비해 유의하게 더 긴 DFS (Disease Free Survival)를 보였습니다.

IMBdx와 AstraZeneca가 전이성 거세저항성 전립선암 (mCRPC)에 대한 혈액 기반 액체생검 동반진단 상업화를 위한 협력계약을 확대할 예정입니다. 액체생검 동반진단을 통해 린파자 (Lynparza, Olaparib) 처방을 촉진하기 위한 프로젝트 PROSPER 2.0의 일환인 AlphaLiquid® HRR 검사는 mCRPC 환자들에게 광범위한 옵션을 제공하고, 표적 치료를 받을 수 있는 환자를 식별하는데 도움을 줄 것으로 기대됩니다.

AlphaLiquid® HRR은 혈장 내 순환 종양 DNA (ctDNA)를 분석하여 상동 재조합 복구(Homologous recombination repair, HRR)와 관련된 15개 유전자의 변화를 감지하는 혈액 기반 차세대 염기서열(Next-generation sequencing, NGS) 검사입니다. 서울대병원 비뇨의학과와 공동연구에서 검사성공률은 92%, PROSPER 2.0 프로젝트에서 90% 이상의 검사성공률이 재현되었습니다.

AlphaLiquid® HRR은 현재 국내를 포함하여 우크라이나, 호주, 대만, 말레이시아, 베트남, 콜롬비아, 멕시코, 레바논, 아랍 에미리트, 사우디아라비아, 쿠웨이트 등 다양한 국가에서 사용할 수 있습니다.

최근 서울 스위스 그랜드 호텔에서 개최된 대한진단유전학회 제18회 학술 대회에서 IMBdx의 액체생검 플랫폼을 이용하여 공동연구를 수행한 국립암센터 표적치료연구과 허수빈 연구원이 구연발표 부문 우수연제상을 수상했습니다.

국립암센터 진단검사의학과 공선영, 간담도췌장암센터 우상명 교수의 지도를 받아 ‘5-FU 기반 화학 요법을 받는 진행성 췌장암 환자에서 순환 종양 DNA (ctDNA)의 유전적 변화’에 대한 구연 발표로 수상의 영예를 안았습니다. 이 연구는 IMBdx의 AlphaLiquid®100 플랫폼을 사용하여 총 56명의 환자의 ctDNA에서 118개 유전자 분석을 통해 이루어졌습니다.

국내외 학회 참가를 통해 IMBdx와 AlphaLiquid® 플랫폼을 직접 소개할 수 있는 오프라인 행사에서 많은 분들을 만나뵈었습니다!

학회 참가의 자세한 후기는 아래 IMBdx 공식 블로그 링크를 통해 확인하실 수 있습니다~!😃

📍대한부인종양학회 제38차 춘계학술대회

일시 : 23년 4월 28일(금)~29일(토)

장소 : 경주 화백컨벤션센터(HICO)

링크 : https://blog.naver.com/imbdx_official/223122255941

📍대한진단검사의학회 2023년 춘계심포지엄

일시 : 23년 4월 27일(목)~28일(금)

장소 : 부산 벡스코(BEXCO)

링크 : https://blog.naver.com/imbdx_official/223106175822

📍대한진단유전학회 제18차 정기학술대회

일시 : 23년 6월 1일(목)~2일(금)

장소 : 스위스그랜드호텔 컨벤션센터

링크 : https://blog.naver.com/imbdx_official/223123475779

📍BIO USA 2023

일시 : 23년 6월 5일(월)~8일(목)

장소 : 미국 Boston Convention & Exhibition center

링크 : https://blog.naver.com/imbdx_official/223134118414