[Brain Tumor] 대회 설명

1. Brain Tumor Radiogenomic Classification 대회 설명

번역)

악성종양( malignant tumor ) 은 생명을 위협합니다. 교아 세포종(glioblastoma)으로 알려진 이 암은 성인들에게 가장 흔한 뇌종양이며 평균 생존 기간이 1년 미만일 정도로 예후(prognosis)가 가장 나쁜 암 입니다.

 

MGMT promoter methylation 로 알려진 종양에서 특정 유전자 서열이 존재하는 것은 유리한 예후 요소이며 암에 대한 화학 요법에 대한 예후 반응으로 강력한 예측 변수인 것으로 나타났습니다.

 

현재 암의 유전자 분석을 위해서는 조직검사가 필요합니다. 그 후 종양의 유전적 특징을 결정하는데 몇 주가 걸립니다. 선택한 초기 치료의 결과와 유형에 따라 후속 수술이 필요할 수 있습니다. 만약 영상 자료를 통해 암의 유전학을 예측하는 정확한 방법이 개발된다면, 수술의 수를 최소화하고 치료 방법을 개선할 것입니다.

 

북미 방사선 협회(RSNA)는 교모세포종 환자에 대한 진단 및 치료계획을 개선하기 위해 the Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention Society (the MICCAI Society) 와 협력했습니다. 이 대회에서는 MRI 스캔을 사용하여 MGMT promoter methylation의 존재를 감지하기 위해 모델을 훈련하고 테스트하여 교모세포종의 유전적 하위 유형을 예측합니다.

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2. 본 대회의 필요성에 대한 배경 조사

• 아교모 세포종이란?

원발성 뇌종양은 뇌-척수조직이나 이를 싸고 있는 막에 생기는 종양으로 흔하지는 않지만 지속적으로 증가 추세에 있다. 그 중 아교모세포종(glioblastoma)은 신경아교종(glioma)의 60-70%를 차지 하는 가장 흔한 악성 종양으로 예후가 매우 좋지 않은데,1-4 그동안 아교모세포종 환자에게는 수술 후 방사선치료가 표준 치료요법이 었으며, 약물요법에 대해서는 상반된 결과가 보고되어 왔다.

 

• MGMT 프로모터 메틸화란?

테모졸로미드는 구아닌(guanine) 염기의 O6를 포함한 DNA 내 알킬기를 전이하여 DNA를 손상시키는 대표적인 알킬화약물이고, O6-methylguanine-DNA methyltransferase (MGMT)는 알킬화약물 치료 시 생기는 유전자 독성인 O6 alkylguanine을 제거하여 DNA 손상을 복구하는 유전자다. 그동안 많은 문헌들은 불활성화된 MGMT를 가진 아교모세포종 환자들의 치료 반응률 및 생존율이 우수하다고 보고하였는데, MGMT 유전자 불활성화의 주된 기전은 프로모터 메틸화(promotor methylation)로 알려져 있다. Hegi 등은 MGMT 메틸화된 아교모세포종의 환자가 비메틸화된 종양의 환자들보다 생존율이 더 높으며, 테모졸로미드와 방사선 치료를 병 행한 환자군의 생존율이 더욱 우수한 것으로 보고하였다. 따라서 MGMT 유전자의 프로모터 메틸화 여부는 아교모세포종 환자의 생존율과 치료 결과를 예측할 수 있는 중요한 인자로 간주된다.

 

• MGMT 유전자의 활성도를 측정하는 방법; MGMT 프로모터 과메틸화

MGMT 유전자의 활성도를 측정하는 방법은 단백질 정량 및 면 역염색, mRNA 측정 등 여러 가지가 있는데, MGMT 유전자의 후생유전적 변화(epigenetic change)인 MGMT 프로모터 과메틸화 가 환자의 생존율이나 알킬화약물에 대한 반응 여부를 가장 잘 예 측한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 44.4%의 아교모세포종에서 MGMT 과메틸화가 관찰되었고, 문헌에도 35-67.9%까지 다양하게 보고되고 있다. 그런데 실제 MGMT 메틸화가 MGMT 유전자의 mRNA나 단백 발현 과 일치하지 않는다는 보고가 많고, 또 메틸화에 대한 생존분석 연 구에서도 다소 상이한 결과들이 보고되어 왔다. 이는 MGMT 분석기법의 민감도와 메틸화 분석방법의 차이에 의한 것으로 간주 된다. 또 그동안 MGMT 프로모터 메틸화를 검사하는 수단으로 비용절감 면에서 효율적인 MSP법이 연구나 실제 임상영역에서 가 장 많이 사용되어져 왔는데, MSP법은 특히 파라핀포매 조직에 서 추출된 DNA의 양과 질에 따라서 위양성과 위음성이 높고 신뢰 도가 떨어지며 정량적 데이터를 얻을 수 없다는 단점이 있다.

중략
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위 인용문 출처) 이상화, 황태숙 외 6인 (2011), 「아교모세포종에서 메틸화특이적 중합효소연쇄반응과 Pyrosequencing을 이용한 MGMT 유전자 프로모터 메틸화 분석에 대한 고찰」, The Korean Journal of Pathology 2011; 45: 21-29 DOI: 10.4132/KoreanJPathol.2011.45.1.21

 

정리

 

인용한 본 논문에서는 악성 종양인 아교모 세포종에 대하여 MGMT 유전자 불활성화를 가지고 있을 때 치료에 대한 반응성과 예후가 좋고, MGMT 유전자 불활성화에 대한 주된 기전으로 MGMT 프로모터 메틸화가 있다고 한다. MGMT 프로모터 메틸화에 대한 검사로서는 그동안 MSP법이 주된 연구 방법이었으나 pyrosequencing법이 더 낫다고 판단되어 이를 비교 분석하는 논문으로 보인다.

 

현재 우리가 하고자하는 바는 영상 이미지를 딥러닝으로 학습하여 MGMT 프로모터 메틸화에 대한 유무 확인으로, 관련된 배경에 대한 이해로 위 내용 정도를 알면 충분할 것으로 생각된다.

kjp-45-1-21.pdf

2.11MB

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데이터 인용 :

U.Baid, et al., “The RSNA-ASNR-MICCAI BraTS 2021 Benchmark on Brain Tumor Segmentation and Radiogenomic Classification”, arXiv:2107.02314, 2021.