배경

기존 암 연구는 화학 물질이나 방사선 같은 외인성 환경 요인 분석에 주로 치중했다. 유전 정보 분석 기술이 부족했던 20세기 중반에는 특정 가족 내에서 암이 빈번하게 발생하는 현상을 단순한 우연이나 공통의 환경 탓으로 돌리기 일쑤였다. 유전적 결함이 암 발생률을 직접 높인다는 개념은 학계에서 폭넓게 인정받지 못했던 탓이다. 암 환자 가족을 추적하고 임상 데이터를 통계적으로 분석하는 체계적인 방법론 역시 미비한 실정이었다.

이러한 상황에서 가계도 분석과 통계학을 결합하여 암의 유전적 원인을 규명하려는 시도가 시작됐다. 환경 역학 연구만으로는 설명하기 어려운 젊은 층의 다발성 암 발병 패턴을 규명할 새로운 도구가 절실한 시점이었다.

핵심 발견

조셉 프라우메니(Joseph Fraumeni) 박사는 1969년 동료 연구자인 프레더릭 리(Frederick Li) 박사와 함께 소아 육종 환자의 가계를 분석하던 중 독특한 유전적 특징을 발견했다. 이들은 네 가계의 구성원 상당수가 젊은 나이에 육종, 유방암, 뇌종양, 백혈병 등 서로 다른 종류의 암에 걸렸다는 사실에 주목했다. 당시로서는 단일 가계 안에서 다양한 암이 높은 빈도로 발생하는 현상을 규명하기 어려운 실정이었다. 두 연구자는 이 유전성 질환을 리-프라우메니 증후군(Li-Fraumeni Syndrome, LFS)으로 정의하며 암 유전학의 새 지평을 연다.

이후 연구팀은 LFS 가계를 대상으로 종양 억제 유전자인 TP53의 생식선 변이(germline mutation)가 질병의 근본 원인임을 규명했다. 단일 유전자의 결함이 여러 신체 부위에서 암을 유발할 수 있음을 입증한 첫 사례라는 평가를 받는다. 프라우메니 박사는 미국 국립암연구소(National Cancer Institute, NCI)에서 암역학유전학부(Division of Cancer Epidemiology and Genetics, DCEG)를 창설하고 1995년부터 2015년까지 책임자로 일하며 대규모 코호트를 구축했다. 특히 약 10만 명 이상의 인구 집단을 추적하는 역학 조사 플랫폼을 마련하여 암 유전체학의 기초 데이터를 확보한 인물로 꼽힌다.

의미와 전망

프라우메니 박사가 정립한 분자 역학 방법론은 전 세계 암 예방 관리 지침 수립의 초석이 됐다. LFS 발견 이후 유전자 검사로 고위험군을 식별하고 주기적인 전신 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging, MRI) 촬영으로 조기에 종양을 찾아내는 예방적 의학이 도입되는 계기가 마련됐다. TP53 변이 분석은 현재 정밀 의료 분야에서 환자의 예후를 예측하고 치료 방침을 결정하는 필수적인 유전자 진단 항목으로 자리 잡은 지 오래다.

그러나 유전적 요인만으로 모든 암의 발생 경로를 완벽히 예측하는 일은 여전히 난제에 속한다. 생식선 변이를 지닌 환자라 하더라도 개개인의 생활 습관이나 환경 노출 정도에 따라 실제 암 발병 시기와 종류가 다르게 나타나는 현상이 관찰된다. 앞으로의 과제는 인공지능 분석 기법과 다중오믹스 데이터를 결합하여 유전적 소인과 환경적 요인의 상호작용을 정밀하게 예측하는 모형을 완성하는 일이다. 프라우메니 박사가 다진 분자 역학 유산은 차세대 개인 맞춤형 암 예방 의학의 발전으로 이어지고 있다.