암 유전학 (원리, 변이, 가족성 암, 유전상담)

암 유전학은 암 발생의 유전적 원리, 돌연변이, 가족성 암 증후군, 그리고 정밀의학에 이르는 폭넓은 주제를 다룹니다. 이 글에서는 최신 연구와 임상적 적용 사례를 중심으로 암 유전학의 세계를 탐구합니다.

1. 암 발생의 유전학적 원리

암은 세포가 돌연변이를 통해 비정상적으로 증식하고 전이하는 질병으로, 유전적 요인은 암 발생에 중요한 역할을 합니다. 암은 크게 유전성 암과 산발성 암으로 나뉩니다.

• 유전성 암: 부모로부터 특정 암 유전자 돌연변이를 물려받아 암 발생 가능성이 높은 경우를 말합니다. 예를 들어, BRCA1 유전자의 돌연변이는 유방암과 난소암 발병 위험을 크게 높입니다.
• 산발성 암: 환경적 요인과 노화로 인해 발생하는 체세포 돌연변이에 의해 발생합니다. 이는 대부분의 암(약 90%)을 차지합니다.

암 조직은 이질적인 세포 집단으로 구성되어 있으며, 다양한 유전자 변이와 환경적 요인에 의해 복잡한 네트워크를 형성합니다. 이러한 특징은 항암제 저항성과 암의 전이 가능성을 높이는 원인이 됩니다.

2. 유전자 수준의 돌연변이

암 발생의 중심에는 유전자 돌연변이가 있습니다. 이는 DNA의 염기 서열이 변경되거나 염색체 구조에 이상이 생기는 경우를 포함합니다.

1) 점 돌연변이(Point Mutation)

유전자 내 특정 염기가 변형되어 단백질 구조와 기능에 영향을 미칩니다. 예를 들어, KRAS 유전자의 활성화 돌연변이는 대장암과 췌장암에서 흔히 발견되며, 세포 증식을 촉진합니다.

2) 삽입 및 결손(Insertion/Deletion)

염기 서열의 일부가 추가되거나 사라져 단백질의 기능을 완전히 변화시킵니다. 이러한 변이는 종종 암 억제 유전자의 손실을 유발합니다.

3) 유전자 증폭 및 소실

특정 유전자의 복제수가 비정상적으로 증가하거나 감소하여 암세포의 성장과 전이를 돕습니다. 예를 들어, MYC 유전자의 증폭은 세포 분열과 생존을 촉진합니다.

3. 암에서 발생하는 유전체 수준의 이상

유전자 돌연변이뿐만 아니라 유전체 전체에서 발생하는 구조적 이상 역시 암의 주요 특징 중 하나입니다.

1) 염색체 재배열(Chromosomal Rearrangement)

염색체의 일부가 다른 위치로 옮겨지거나 비정상적으로 결합하여 새로운 유전자를 형성합니다. 이는 종양 발생의 핵심적인 역할을 합니다.

• 예: 필라델피아 염색체(Philadelphia Chromosome)는 만성 골수성 백혈병(CML)에서 발견되며, BCR-ABL 융합 유전자를 형성합니다.

2) 복제수 변이(Copy Number Variation, CNV)

유전자의 복제수가 비정상적으로 증가하거나 감소하는 현상으로, 암의 성장과 진행에 기여합니다.

• 예: HER2 유전자의 증폭은 유방암에서 암세포의 성장과 전이를 촉진합니다.

3) 게놈 불안정성(Genomic Instability)

암세포는 DNA 복제 및 수선 과정에서 높은 불안정성을 보이며, 이는 암의 이질성을 증가시키고 항암제 내성을 유발할 수 있습니다.

4. 가족성 암 증후군

가족성 암 증후군은 특정 암이 가족 내에서 빈번히 발생하는 유전적 상태를 말합니다. 이 증후군은 암 발생 위험을 크게 증가시키며, 조기 진단과 예방이 중요합니다.

1) 린치 증후군(Lynch Syndrome)

대장암, 자궁내막암, 위암 등 다양한 암 발병 위험을 증가시키는 유전적 상태로, DNA 복구 과정의 이상이 원인입니다. 조기 대장 내시경 검사와 예방적 치료가 권장됩니다.

2) BRCA 유전자 돌연변이

BRCA1과 BRCA2 유전자 돌연변이는 유방암과 난소암 발생 위험을 높이며, 예방적 유방 절제술이나 난소 절제술이 고려될 수 있습니다.

3) 리프라우메니 증후군(Li-Fraumeni Syndrome)

TP53 유전자의 돌연변이가 원인이며, 다양한 유형의 암이 어린 나이에 발생할 위험이 있습니다.

5. 유전성 암 위험도 평가 및 유전상담

암 발생 위험을 조기에 예측하고 예방하기 위해 유전상담과 유전자 검사는 필수적입니다.

1) 유전 상담

유전상담은 질병에 대한 유전적 기여의 의료적, 심리적, 가족적 영향을 이해하고 적응하는 과정입니다. 암 유전상담의 목적은 다음과 같습니다.

• 암 진단 또는 질병위험과 관련된 유전적, 생물학적, 환경적 요소에 대해 교육 제공-> 암 유전정보에서 개인적인 의미 도출
• 유전자 검사, 암 선별 검사 및 암 예방에 대한 학문적 정보를 바탕으로 한 결정을 내릴 수 있도록 함
• 위험이나 상태에 대한 적응을 돕는 것

유전성 암 위험 평가 및 상담을 위해 아래 과정을 시행합니다.

(1)  대상자 선별

• 개인과 가족력의 철저한 평가 기반 유전자 검사를 하기 전에 유전 교육과 상담을 받도록 하는 것이 매우 중요
• 암의 종류와 특정 유전증후군의 종류에 따라 상이
• 유전성 암 증후군의 존재여부 고려 시, 확인사항
  • 가계도를 통한 가족력 확인
  • 유전자검사 시행이나 과거 수술 기록을 포함한 의무기록, 신체 진찰 분석 선행
  • 유전성 암을 시사하는 특징 확인

(2)  유전자 검사

• 유전자 검사 시행 전, 사전 유전상담 중요
• 유전자검사 결과 : 양성(pathogenic variant/likely pathogenic variant), 음성, 불확실성 변이(variant of uncertain significance, VUS)로 확인

2) 다유전자 위험 점수(Polygenic Risk Score, PRS)

여러 유전자를 기반으로 개인의 암 발생 위험을 예측하는 도구로, 정밀의학의 발전에 따라 더욱 널리 활용될 것으로 기대됩니다.

6. 소아암과 암 유전학

소아암은 성인암과 유전적 특징이 다르며, 돌연변이의 수가 적고 특정 발달 과정에서 발생하는 돌연변이가 주요 원인입니다.

1) 유전자 융합(Fusion Gene)

새로운 유전자가 형성되며, 이는 소아암의 발병에 중요한 역할을 합니다.

• 예: EWS-FLI1 융합 유전자는 유잉육종에서 발견됩니다.

2) 후성유전학적 변화

후성유전학적 이상은 소아암 발병에 기여하며, 치료 전략 개발의 새로운 목표가 되고 있습니다.

7. 암유전체학과 정밀의학

암유전체학은 암의 분자적 특징을 분석하여 맞춤형 치료법을 개발하는 데 중점을 둡니다.

1) 차세대 염기서열분석(NGS)

개인별 유전자 정보를 기반으로 암의 유전적 특징을 파악하여 정밀의학을 실현합니다.

• 예: 비소세포폐암, 유방암, 조직불문항암제(tissue-agnostic drug)

2) 표적 치료(Targeted Therapy)

특정 유전자 변이를 표적화하여 암세포를 선택적으로 공격합니다.

• 예: EGFR 돌연변이는 폐암 환자에서 표적 치료의 주요 목표입니다.

3) 면역항암제와 유전학

암세포의 유전적 변이를 활용해 면역 시스템을 활성화하는 치료법이 주목받고 있습니다.

결론

암 유전학은 암 발생의 유전적 요인부터 정밀의학에 이르는 폭넓은 연구 분야입니다. 암의 유전적 특성을 이해함으로써 암 예방, 조기 진단, 맞춤형 치료가 가능해졌습니다.

특히 암유전체학과 정밀의학은 암 치료의 새로운 지평을 열며, 환자 개개인에 맞춘 혁신적인 치료법을 제공합니다. 앞으로의 연구는 더욱 정교한 암 예후 예측과 치료 전략을 통해 환자의 삶의 질을 향상하는 데 기여할 것입니다.