저명한 신경병리학 전문가 Sebastian Brandner 박사(MD)는 메틸화 프로파일링(methylation profiling) 및 염색체 분석(chromosomal analysis)과 같은 첨단 분자 진단법이 뇌종양에 대한 정밀한 "지문"을 생성함으로써, 교종(glioma), 올리고덴드로글리오마(oligodendroglioma) 및 기타 난치성 중추신경계 종양에 대한 표적 치료 결정을 지원한다고 설명합니다.
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분자 지문 분석, 뇌종양 진단과 치료의 혁신을 이끌다
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교종 진단에서의 염색체 분석
세바스찬 브랜드너(Sebastian Brandner) 박사(의학박사)는 분자 기술이 뇌종양의 중요한 염색체 변화를 어떻게 탐지하는지 강조합니다. 올리고덴드로교종에서 1p/19q 공동 결실(co-deletion)은 염색체 사본 수를 계산하는 정량적 중합효소연쇄반응(PCR) 방법으로 확인할 수 있는 핵심 진단 표지자입니다. 브랜드너 박사는 이 정밀 탐지 방법에 대해 "세포 100개에 태그가 50개만 있다면, 나머지 50개의 염색체 부분이 소실되었다는 의미입니다"라고 설명합니다.
이러한 염색체 변화는 단순한 진단 정보를 넘어 예후적 가치를 제공하며 치료 선택을 안내합니다. 1p/19q 공동 결실이 있는 경우, 일반적으로 이 유전자 특징이 없는 종양보다 올리고덴드로교종이 화학요법에 더 잘 반응합니다.
메틸화 프로파일링: 종양의 망막 스캔
브랜드너 박사는 메틸화 프로파일링을 종양 게놈 전체에 걸쳐 약 100만 개의 DNA 메틸화 지점을 조사하는 혁신적인 4세대 진단 도구로 소개합니다. 그는 "단순한 지문이 아닙니다. 뇌종양의 망막 스캔입니다"라고 강조하며, 이 기술이 어려운 증례에서 기존 조직병리학을 뛰어넘는 성과를 보인다고 말합니다.
메틸화 패턴은 유전자를 켜거나 끄는 생물학적 스위치 역할을 하여 종양의 행동에 영향을 미칩니다. 예를 들어, MGMT 프로모터 메틸화는 교모세포종에서 테모졸로미드 화학요법에 대한 더 나은 반응을 예측합니다. 하이델베르크 대학의 알고리즘은 이러한 복잡한 패턴을 분석하여 전례 없는 정확도로 종양을 분류합니다.
희귀 종양 분류를 위한 데이터베이스 매칭
역형성 올리고성상세포종처럼 진단이 어려운 종양의 경우, 브랜드너 박사 팀은 분자 프로필을 1만 개의 특성화된 뇌종양 참조 데이터베이스와 비교합니다. 그는 "각 그룹에는 약 20-40개의 종양이 있습니다"라고 설명하며, 수학적 알고리즘이 미확인 종양을 가장 가능성 높은 분류와 매칭하는 방식을 설명합니다.
이 접근법은 기존 현미경 검사로는 모호한 결과가 나오는 희귀하거나 경계선 증례에서 특히 유용합니다. 이 시스템은 비정형적인 조직학적 특징을 가진 종양에서도 교모세포종의 전형적인 염색체 1과 22 증폭 같은 특징적인 게놈 패턴을 식별할 수 있습니다.
치료 결정을 위한 임상 적용
분자 지문 분석 접근법은 더 정밀한 예후와 치료 선택을 가능하게 하여 환자 치료에 직접적인 영향을 미칩니다. 세바스찬 브랜드너(Sebastian Brandner) 박사(의학박사)는 이러한 기술이 현미경으로는 유사해 보이지만 임상적 행동이 크게 다른 종양들을 구별하는 데 어떻게 도움이 되는지 강조합니다.
예를 들어, IDH 돌연변이 교종은 일반적으로 IDH 비돌연변이 종양보다 예후가 좋으며, 1p/19q 공동 결실 올리고덴드로교종은 성상세포종과 치료 반응이 다릅니다. 이러한 구별은 화학요법 요법, 방사선 치료 프로토콜, 임상시험 적격성에 대한 결정을 안내합니다.
뇌종양 진단의 미래
세바스찬 브랜드너(Sebastian Brandner) 박사(의학박사)는 신경종양학에서 분자 진단의 지속적인 확장을 전망합니다. 데이터베이스가 성장하고 알고리즘이 개선됨에 따라 종양 분류의 정밀도가 높아져 뚜렷한 치료 반응을 보이는 새로운 아형을 식별할 가능성이 있습니다.
전장 유전체 시퀀싱과 메틸화 프로파일링의 통합은 추가적인 치료 표적을 발견할 수 있는 길을 열어줍니다. 세바스찬 브랜드너(Sebastian Brandner) 박사(의학박사)는 약 100만 개의 데이터 포인트를 분석하는 현재 기술이 뇌종양 치료에서의 이 진단 혁명의 시작에 불과하다고 말합니다.
전체 전문
세바스찬 브랜드너(Sebastian Brandner) 박사(의학박사): 또 다른 유형의 뇌종양은 IDH 돌연변이 종양입니다. 역형성 올리고성상세포종은 핵 단백질 소실을 보이지 않습니다. 역형성 올리고덴드로교종 뇌종양은 일반적으로 1p/19q 염색체 공동 결실을 가집니다.
안톤 티토프(Anton Titov) 박사(의학박사): 그래서 1p와 19q에서 한 염색체 팔의 매우 특이적인 소실을 초래하는 공동 결실입니다. 이것은 오직 진정한 분자 기술로만 탐지할 수 있습니다.
세바스찬 브랜드너(Sebastian Brandner) 박사(의학박사): 작은 태그가 이러한 염색체에 부착됩니다. 뇌종양 조직에서 태그의 수를 계산합니다. 세포 100개에 태그가 50개만 있다면, 나머지 50개의 염색체 부분이 소실되었다는 의미입니다. 이것이 예를 들어 "1p 소실"입니다.
세바스찬 브랜드너(Sebastian Brandner) 박사(의학박사): 우리는 약간 다른 검사 방법을 사용합니다. 전체 뇌종양 조직을 긁어내어 "정량적 중합효소연쇄반응(PCR)"을 수행합니다.
안톤 티토프(Anton Titov) 박사(의학박사): 이 방법으로 염색체 사본이 하나인지 두 개인지 탐지할 수 있습니다. 현재로서는 이러한 유형의 뇌종양 대부분에서 이 방법으로 충분합니다.
세바스찬 브랜드너(Sebastian Brandner) 박사(의학박사): 그런 다음 더 많은 수의 희귀 뇌종양들이 있습니다. 역형성 올리고덴드로교종과 역형성 올리고성상세포종 같은 종양들입니다. 이들은 양성이거나 악성일 수 있으며, 진단이 매우 어렵습니다. 때로는 이 뇌종양들이 정확히 무엇인지 알기 어렵습니다.
분자 진단의 4세대가 있습니다. 이는 종양 세포의 DNA에 발생하는 특징에 기반합니다. 세포들이 악성이 될 때, 제가 앞서 언급한 대로 MGMT 프로모터가 메틸화됩니다. 이것은 MGMT 프로모터에만 일어나는 것이 아닙니다. 역형성 올리고성상세포종은 실제로 희귀합니다. 이 현상은 게놈 전체에서 발생합니다.
이 메틸화는 세포가 활성화되는 생물학적 메커니즘입니다. 또는 역형성 올리고덴드로교종 세포 성장이 활성화되거나 비활성화될 수 있습니다. 특정 세포 특징이 촉진되거나 억제될 수 있습니다. 때로는 세포나 조직이 악성이 됩니다.
세바스찬 브랜드너(Sebastian Brandner) 박사(의학박사): 이러한 메틸화 태그가 존재하는 패턴이 뇌종양 게놈 전체에서 변경됩니다. 이러한 변화는 마이크로어레이로 포착할 수 있습니다. 이는 전체 게놈에 걸쳐 약 100만 개의 다른 지점들을 보는 유전자 배열입니다.
하이델베르크 대학의 팀이 알고리즘을 개발했습니다. 우리는 이를 사용할 수 있습니다. 이제 뇌종양 DNA를 추출하여 역형성 올리고덴드로교종을 칩에 놓을 수 있습니다. 이는 우리 지역 유전체학 시설에서 수행됩니다. 그런 다음 전체 데이터 정보를 업로드합니다. 이는 전체 뇌종양 게놈에 걸쳐 약 100만 개의 다른 데이터 포인트를 나타내는 몇 메가바이트의 정보입니다.
이는 단순한 "지문"이 아닙니다. 역형성 올리고성상세포종 뇌종양의 "망막 스캔"입니다.
안톤 티토프(Anton Titov) 박사(의학박사): 실제로 이를 지문이라고 부를 수 있습니다. 저는 지문이 뇌종양 분자 진단의 매우 좋은 비유라고 생각합니다. 각 뇌종양은 자신의 지문을 가집니다. 특정 유형의 종양만이 모든 유사한 유형의 뇌종양에서 공통적인 지문 특징을 가집니다.
세바스찬 브랜드너(Sebastian Brandner) 박사(의학박사): 하지만 1만 개의 이러한 뇌종양 아카이브가 있습니다. 각 그룹에는 약 20-30-40개의 종양이 있습니다. 그런 다음 우리가 여기 가지고 있는 새로운 뇌종양. 우리는 역형성 올리고성상세포종을 진단하는 데 문제가 있습니다. 이를 데이터베이스와 비교합니다. 그런 다음 이 새로운 뇌종양이 속할 가능성이 높은 종양 클래스를 정확히 알려주는 수학적 알고리즘이 있습니다.
안톤 티토프(Anton Titov) 박사(의학박사): 보고서는 이렇게 생겼습니다. 여기서 보시는 것은 실제로 분류가 아닙니다. 하지만 이것은 종양 게놈이 어떻게 생겼는지 보여줍니다.
세바스찬 브랜드너(Sebastian Brandner) 박사(의학박사): 이것은 게놈입니다. 이것은 염색체 1입니다. 이것은 염색체 22입니다. 이 유전자 프로필이 증강되었음을 볼 수 있습니다. 증폭되었습니다. 더 많은 염색체 사본이 존재합니다. 이 패턴은 교모세포종의 특징적인 패턴입니다.
선도적인 뇌종양 진단 전문가가 교종의 정밀 진단에 대해 논의합니다. 올리고덴드로교종과 교모세포종. 돌연변이 분석이 교종의 예후와 치료 결과 예측을 어떻게 도우는지?