세브란스병원 유방암클리닉 김승일 교수와 연세대학교 기계공학부 바이오 칩 연구실 정효일 교수팀은 2년 간의 공동 연구를 통해 전신 전이가 없는 조기 암환자의 혈액에서도 암세포가 순환하고 있다는 사실 확인과 함께, 이러한 순환 종양세포(암세포)를 검출하는 마이크로칩을 개발하는데 성공했다. 보건복지부 ‘암 정복사업’의 일환으로 개발된 마이크로칩은 약 수억 개의 정상 혈구에 섞여있는 10개 이하의 암세포를 분리해 내는 혁신 기술이다.

 
기존의 기술이 항원과 항체의 상호작용으로 암세포를 포획하는 방식이었다면, 이번 기술은 암세포의 크기와 밀도 등과 같은 순수한 물리적 성질과 유체역학(수력학)을 이용하여 순환종양세포를 연속적으로 분리하는 기술이다.
 
이 기술은 항원항체반응을 통한 세포 포획법이 아니기 때문에 다양한 종류의 순환종양세포(circulating tumor cell) 및 순환종양줄기세포(circulating cancer stem cell)까지도 분리할 수 있는 장점이 있다. 따라서 파괴되지 않은 암세포의 분리를 통해, 추후 세포 배양 및 분자 분석 등 암 생물학의 기초 연구를 가능하게 한다. 뿐만 아니라, 마이크로칩을 통해 말초 혈액 시료를 7.5ml 이상 연속 처리 할 수 있고, 처리 속도도 20분 이내로 살아있는 암세포를 순수 분리하는데 매우 유리하다.
 
암은 시간이 지날수록 체내의 다른 장기로 전이를 일으켜 결국 사망에 이르게 하는 질병으로 암세포는 혈관을 통해 이동한다. 이번에 개발된 마이크로칩은 암환자의 혈액내 암세포 유무를 측정함으로써 향후 전이 발생 가능성을 미리 예측할 수 있다.
 
또한 항암 치료를 받고 있는 동안에 혈액내 암세포가 감소하는지 증가하는지 수의 변화를 관찰하여, 현재 치료 중인 항암 치료의 효과를 실시간으로 모니터링 할 수 있게 한다.
 
나아가 단순히 암세포의 분리뿐만 아니라, 분리한 암세포의 분자생물학적 특성까지 분석하여, 환자 개인별 맞춤 치료의 길을 앞당길 수 있으며, 궁극적으로 암환자 사망의 원인인 전이 과정을 규명하여 암 정복을 앞당기는데 기여할 수 있는 있다.
 
이번 연구는 지난 7월, 바이오센서 분야의 세계적 권위지인 바이오센서 & 바이오일렉트로닉스 온라인 판에 출간되었다.