항암제 투약 전 ‘치료 성공률’ 예측 기술 개발 GIST 연구팀, 단일세포 기반 면역항암 반응 정밀 분석 기존 ‘벌크 분석’ 한계 극복…맞춤형 치료 시대 앞당겨 김인수 기자 joinus@gwangnam.co.kr

2026년 05월 06일(수) 10:48

광주과학기술원 생명과학과 박지환(오른쪽) 교수와 박규민 석박통합과정생.

광주과학기술원(GIST) 연구진이 종양 내부의 미세한 차이를 세포 단위로 분석해 면역 항암 치료 반응을 정밀하게 예측할 수 있는 기술을 개발했다. 환자별 특성에 맞춘 ‘1:1 맞춤형 항암 치료’ 가능성을 한층 높일 것으로 기대된다.

GIST는 6일 “생명과학과 박지환 교수 연구팀이 단일세포 수준에서 면역 항암 치료 반응을 예측하는 분석 기술 ‘scMnT(single-cell Microsatellite and Transcriptome sequencing)’를 개발했다”고 밝혔다.

기존에는 여러 세포를 한꺼번에 분석해 평균값만 도출하는 ‘벌크(Bulk) 분석’ 방식이 사용됐다. 그러나 이 방법은 종양 내부 세포 간 차이를 반영하지 못해 치료 반응 예측에 한계가 있었다.

면역 항암 치료는 환자의 면역계를 활성화해 암세포를 공격하도록 유도하는 방식이지만, 같은 암이라도 환자에 따라 치료 효과가 크게 달라지는 문제가 있다. 이러한 차이는 암세포의 유전적 특성과 밀접한 관련이 있다.

연구팀은 특히 DNA 복제 과정에서 발생하는 ‘미세부수체 불안정성(MSI)’에 주목했다. MSI는 유전 정보 복제 오류가 축적된 상태로, 수치가 높을수록 면역세포가 암세포를 더 잘 인식해 치료 반응이 좋은 것으로 알려져 있다.

기존 MSI 평가는 ‘양성·음성’의 이분법적 기준에 머물렀지만, 연구팀은 이를 연속적인 값으로 정량화하고 세포 단위로 분석하는 데 성공했다.

실제 대장암 환자 데이터를 적용한 결과, 하나의 종양 안에서도 MSI 수치가 높은 세포와 낮은 세포가 공존하는 ‘이질성’이 확인됐다. MSI가 높은 영역에서는 면역세포(T림프구)가 집중돼 활발한 공격이 이뤄진 반면, 낮은 영역에서는 면역 반응이 상대적으로 둔한 것으로 나타났다.

이는 종양 내부의 미세한 차이가 실제 치료 효과 차이로 이어질 수 있음을 보여주는 결과다. 평균값 중심의 기존 분석으로는 이러한 차이를 놓칠 수 있다는 점도 함께 드러났다.

연구팀은 MSI 강도가 높을수록 면역세포 분포가 많고 면역 항암 치료 반응도 우수한 경향을 확인했으며, 이번 기술이 환자별 종양 특성에 맞는 치료 전략 수립에 활용될 수 있을 것으로 기대했다.

박지환 교수는 “MSI를 단순한 이분법이 아닌 정량적 지표로 확장했다는 점에서 의미가 있다”며 “향후 맞춤형 치료 전략 수립과 면역 항암 치료 성공률 향상에 기여할 것”이라고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 등 지원을 받아 수행됐으며, 결과는 국제학술지 《Briefings in Bioinformatics》에 지난 4월 14일 온라인 게재됐다.