암 세포는 특정 장기에서 생긴 뒤, 혈액을 통해 다른 장기로 퍼진다. 최근 혈액 검사만으로 혈액 속 암 세포를 찾아내 향후 암 전이 가능성을 예측할 수 있는 마이크로칩이 개발됐다.
세브란스병원 유방암클리닉 김승일 교수와 연세대학교 기계공학부 바이오 칩 연구실 정효일 교수팀은 조기 암환자의 혈액에서 암세포가 순환하고 있다는 사실 확인과 함께, 순환 종양세포(암세포)를 검출하는 마이크로칩을 개발하는데 성공했다. 마이크로칩은 약 수억 개의 정상 혈구에 섞여있는 10개 이하의 암세포까지 분리해 내는 혁신 기술로, 보건복지부 ‘암 정복사업’의 일환으로 개발됐다.
기존의 혈액 속 암세포 검출은 항원 항체 반응을 통해 암세포를 포획하는 방식이었다면, 이번 기술은 암세포의 크기와 밀도 등과 같은 물리적 성질 등을 이용해 혈액 속 암 세포를 연속적으로 분리하는 기술이다.
또한 이 기술은 다양한 종류의 순환종양세포와(circulating tumor cell) 및 순종양줄기세포(circulating cancer stem cell)까지도 분리할 수 있어 추후 세포 배양 및 분자 분석 등 암 생물학의 기초 연구를 가능하게 한다. 뿐만 아니라, 마이크로칩을 통해 말초 혈액 7.5mL 이상을 연속 처리 할 수 있고, 처리 속도도 20분 이내로 살아있는 암세포를 순수 분리할 수 있다.
암은 시간이 지날수록 암세포가 혈관을 통해 이동해 체내의 다른 장기로 전이를 일으켜 결국 사망에 이르게 한다. 이번에 개발된 마이크로칩은 암환자의 혈액내 암세포 유무를 측정함으로써 향후 전이 발생 가능성을 미리 예측할 수 있다.
또한 항암 치료를 받고 있는 동안에 혈액내 암세포가 감소하는지 증가하는지 수의 변화를 관찰하여, 현재 치료 중인 항암 치료의 효과를 실시간으로 모니터링 할 수 있게 한다.
나아가 단순히 암세포의 분리뿐만 아니라, 분리한 암세포의 분자생물학적 특성까지 분석하여, 환자 개인별 맞춤 치료의 길을 앞당기는데 기여할 수 있게 됐다.
이번 연구는 지난 7월, 바이오센서 분야의 세계적 권위지인 바이오센서 & 바이오일렉트로닉스 온라인 판에 출간되었다.