Genomics of Drug Sensitivity in Cancer (GDSC): 항암제에 대한 암세포주 반응 Database

종양학 (Oncology)에서의 정밀 의료암세포의 돌연변이 프로필 (Mutational Profile)에 대한 정보를 얻고, 이를 바탕으로 항암제 또는 기타 약물의 효과를 예측해서, 환자에게 최적의 치료 효과를 낼 수 있는 치료를 하는 것이 목적입니다. 하지만, 종양 세포가 가지고 있는 복잡하고 다양한 돌연변이로 인해서, 특정 바이오 마커를 이용하여 실제 임상 현장에서 약물의 치료 효과를 예측하고 활용하는데에는 많은 한계가 존재합니다. 특히, 이를 위해서는 실제로 약물의 효과를 예측하는 효과적인 바이오마커가 발굴되어야 하는데, 이러한 작업은 다양한 변수들로 인해서 쉽지가 않습니다. 오늘 포스팅할 내용은 이러한 노력의 연장선에서,  약  1000여개의 확립된 인간 암세포주들에 대해 500여개의 항암제로 처리하여 각각의 세포를 죽일 수 있는 농도 (IC50 values, 50%의 세포가 죽는 농도)를 스크리닝하고, 각각의 세포주가 가지고 있는 돌연변이 프로필에 대한 정보를 제공하고 있는 Database인 Genomics of Drug Sensitivity in Cancer (https://www.cancerrxgene.org/)에 대해서 소개하고자 합니다. 이러한 대규모 스크리닝과 통계적 접근을 통해서, 어떠한 돌연변이가 어떠한 약물에 효과가 있는지 또는 저항성을 보이는지에 대한 분석이 가능하고, 궁극적으로 약물 효과를 예측하는 바이오 마커를 찾아내는게 가능해지게 됩니다.

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GDSC Website (https://www.cancerrxgene.org/)에서는 다양한 암종의 Pathway를 타겟으로 하는 약물에 대한 암세포주의 스크리닝 결과를 제공하고 있습니다.

위의 사이트에 들어가면, 다양한 세포주 정보, 돌연변이 정보, 그리고 약물 스크리닝 결과를 항목별로 조회할 수 있으면, 해당 데이터도 다운로드가 가능합니다.

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위의 그림은 KRAS 돌연변이를 가지고 있는 세포주들에 대해서 통계적으로 유의미하게 효과가 있거나, 저항성을 나타내는 약물에 대한 Volcano plot을 보여주고 있습니다. 이러한 세포주 결과를 통해서, KRAS 돌연변이 암세포에 대해서는 효과를 나타내는 약물 (위 그림의 초록색)을 타겟 치료의 후보로 생각해 볼 수 있습니다.

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또한 비슷하게, 개별 약물에 대해서 조회를 하면, 세포주 중에서 해당 돌연변이를 가지고 있는 세포주와 가지고 있지 않은 세포주의 반응을 통계적으로 분석하여 Scatter Plot으로 제공해주고 있기도 합니다. 위의 그림은 Ibrutinib에 대해서 KRAS 돌연변이를 가지고 있는 세포들이 더 높은 IC50를 가져서, 저항성이 높다는 것을 보여주고 있습니다.

현재 위와 같은 시도는 인간 유래의 확립된 세포주 (Human Cancer Cell Lines)들에 대해서 스크리닝이 진행되고 있습니다.  추후에는 궁극적으로는 환자 개개인의 암 세포 또는 종양 오가노이드 (Organoid)를 이용하여 비슷한 접근을 한 후에, 치료 효과를 판정하고, 이를 바탕으로 치료제를 선택하는 날이 올 것으로 기대되고 있습니다. 다만, 위의 방법은 약물에 의해 세포를 직접적으로 죽이는 효과이기 때문에 면역항암제와 같이 환자 체내에서 일어나는 면역 반응을 이용하는 치료제에 대해서는 효과를 보기 어렵다는 단점이 있습니다. 위의 GDSC 프로젝트에 대해서자세히 나와있는 논문들을 Reference에 남기며, 이번 포스팅은 마무리하도록 하겠습니다.

 

관련 포스팅 보기>

DNA 손상 복구 기전과 타겟 치료 항암제

[실험실 노트] Organoid의 기본 개념과 활용

면역 항암제, Immune checkpoint inhibitor의 원리 및 종류

동반 진단, Companion diagnostics란 무엇인가?

 


[References]

Yang, Wanjuan, et al. “Genomics of Drug Sensitivity in Cancer (GDSC): a resource for therapeutic biomarker discovery in cancer cells.” Nucleic acids research 41.D1 (2012): D955-D961.

Garnett, Mathew J., et al. “Systematic identification of genomic markers of drug sensitivity in cancer cells.” Nature 483.7391 (2012): 570-575.

Iorio, Francesco, et al. “A landscape of pharmacogenomic interactions in cancer.” Cell 166.3 (2016): 740-754.

체외 진단 의료기기 (IVD)의 의미와 허가 절차

최근 다양한 의료 관련 기술이 개발되면서, 특히 동반 진단 (Companion diagnostics), 체외 진단 의료 기기 (In-vitro Diagnostics, IVD) 허가를 받으려고 하는 제품들이 늘어가고 있는 것 같습니다. 특히, 바이오 및 제약, 인공 지능 관련 회사들에서 자체적으로 개발한 제품을 식약처를 통해 체외 진단 의료기기 허가를 받으려고 하는데, 그래서 이번에는 체외 진단 의료기기 허가 절차 과정에 관한 글을 써보고자 합니다. 이전에 우리 나라의 의료 보험시스템에 들어오기 위해서는 NECA를 통해 신의료 기술 인증을 거쳐야 한다고 했습니다. 신의료 기술과 달리 식약처 체외 진단 의료기기 허가는 보험에서 인정하기에 앞서 의료 기기 제품 자체로서의 안전성과 유효성을 허가 받는 과정이라고 할 수 있습니다.

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신의료기술 평가 및 유예, 제한적 의료기술 평가 제도란?

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체외 진단 의료기기란? (In-vitro Diagnostics)

체외 진단 의료기기는 말 그대로, 인체 유래 시료 (혈액, 조직 등)를 이용하여 질병을 진단하거나 예후 예측, 치료 관련 정보 획득 등의 목적으로 체외에서 검사하는 의료 기기를 총칭하는 말입니다.

“In vitro diagnostics are tests done on samples such as blood or tissue that have been taken from the human body. In vitro diagnostics can detect diseases or other conditions, and can be used to monitor a person’s overall health to help cure, treat, or prevent diseases.

FDA webpage

위와 같은 제품을 개발하고, 시장에서 판매하기 위해서는 식약처의 체외 진단 의료기기 허가를 받아야 하고, 국내의 경우 체외 진단 의료기기는 아래와 같이 크게 4개의 등급으로 구분하여 허가 절차를 달리 하기 때문에, 등급별 분류가 중요합니다. 최근 많이 개발되고 있는 유전자 검사 관련 제품의 경우는 대부분 모두 3등급에 해당합니다.

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국내 체외 진단 의료기기 허가 절차 과정

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체외 진단 의료기기를 등급별로 분류하면, 등급별로 위와 같은 절차를 통해 인증 또는 허가를  진행합니다. 세부적으로 다양한 자료가 요구되고, 1등급 이외의 경우에는 꽤나 오랜 시간이 신청 또는 허가에 소요됩니다. 체외 진단 의료기기 시장은 점점 성장하고 있기 때문에, 관련 산업의 발전을 위해서라도 다양한 제도적 보완이 필요해 보입니다.

 

[Reference]

식약처 발간, “알기 쉬운 체외 진단용 의료기기 허가 절차” 자료