새 분석 기술은 NGS 진단 현장의 사각지대로 남아있던 검사 오류를 정량적으로 측정해 최적의 분석 키트를 선별하거나 분석 조건을 찾을 수 있게 해 준다.
NGS는 암 조직 내 유전자 돌연변이를 분석해 환자에게 가장 적합한 항암제를 선별하는 정밀의료의 핵심 기술이다. 하지만 검사 기기 종류, 키트 종류, 분석 인력의 숙련도에 따라 존재하는 변이를 놓치는 위음성이나 존재하지 않는 변이를 검출하는 위양성 오류가 발생할 위험이 지속적으로 제기돼 왔다.
이런 오류는 자칫 환자에게 필요한 치료 기회를 박탈하거나, 불필요한 과잉 진료를 유발하는 등 환자 안전을 위협할 수 있어 정교한 오류 측정 기준 마련의 필요성이 꾸준히 제기돼 왔다. 그러나 현재까지 식품의약품안전처를 포함해 미국과 유럽 등 해외에서도 NGS 검사 오류를 정밀하게 측정할 수 있는 표준화된 기준이 마련되지 않아 검사 정확도 관리에 큰 한계가 있었다.
이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 두 쌍의 유전자정보(DNA) 염기가 모두 동일한 형태로 이뤄진 동형접합체 세포를 활용한 오류 측정 모델을 설계했다.
동형접합체 DNA와 일반 이형접합체 DNA를 다양한 비율로 혼합한 표준 시료를 제작한 뒤 이를 국내외 공인인증을 받은 복수의 NGS 검사기관에 의뢰해 여러 표적 NGS 키트로 원시 데이터를 생성했다.
이후 확보된 데이터를 각 기관이 보유한 생물정보학적 분석 파이프라인으로 분석, 오류 발생 패턴을 비교 분석했다. 또한 현재 연구 현장에서 널리 사용되는 대표적 분석 알고리즘과 최신 사용화 분석 소프트웨어를 적용회 도출된 결과를 교차 분석해 위음성과 위양상 발생 빈도의 차이를 정량적으로 평가했다.
연구 결과 키트 및 분석방법에 따라 돌연변이 검출 민감도는 최대 13.9배, 위양성 오류 발생 빈도는 무려 615배까지 차이가 나는 것으로 확인됐다. 이는 기존 방식으로는 파악하기 어려웠던 분석 편차를 수치화 한 것이다. NGS 검사의 품질 관리의 기준을 제시할 수 있는 기반을 마련했다는 점에서 의미가 있다는 게 연구진의 설명이다.
특히 이번 성과는 단순히 기술적 격차를 확인하는 데 그치지 않고, 국내외 암 진단 현장에서 공통적 문제로 지적되어 온 ‘진단 표준화 부재’ 문제를 해결할 실질적 근거를 제시했다는 점이다.
홍 박사는 “이번 연구를 통해 규명된 분석 모델이 국가적 진단 표준으로 자리 잡는다면 암 환자 개개인에게 최적화된 정밀의료의 완성도를 획기적으로 높이는 기반이 될 것”이라고 밝혔다.
이번 연구성과는 유전체 분석 분야의 세계적 권위지인 ‘게놈 바이올로지(Genome Biology, IF 9.4)’ 최신호에 게재됐다.
