Identification of genetic changes relevant to radiation response using targeted next-generation DNA sequencing

Abstract

목적: 본 연구에서는 차세대 염기서열분석과 영상학적 평가를 통해 방사선 반응과 연관된 유전자 혹은 분자경로를 찾아내는 방법의 가능성을 탐구하고자 하였다.

대상환자 및 방법: 크기 측정이 가능한 종양에 대해 방사선치료를 시행한 55명의 환자로부터 얻은 생검 조직에서 148개의 표적 유전자에 대하여 차세대 염기서열분석을 시행한 결과가 분석에 사용되었다. 방사선치료 후 6개월 이상 완전 관해 혹은 부분 관해를 보인 환자들은 반응자로, 그렇지 못하면 비반응자로 분류하였다. 관심 유전자 148개와 이를 포함한 39개의 분자 경로의 돌연변이를 시험하였다. 상호작용을 포함한 로지스틱 회귀 모델과 Fisher의 정확 검정의 두 가지 방법으로 분석을 시행하였다.

결과: 포함된 환자 중 17명은 반응자였고 38명은 비반응자였다. 생물학적 등가선량은 방사선 반응성과 연관이 있었지만 동시 화학요법 여부는 그렇지 않았다. 사용된 두 가지 통계방법으로 연관된 단일 유전자를 찾을 수 없었다. 상호작용을 포함한 로지스틱 회귀 모델을 이용했을 때, ErbB 신호전달 경로가 연관 있었으나, 다중 비교를 교정했을 때는 유의미하지 않았다. 발병성이 없는 단일염기변이와 복제수변이를 제외하고 Fisher 정확 검정을 했을 때에는, Notch 신호전달 경로의 돌연변이가 통계적으로 의미 있게 방사선 저항성과 연관이 있었다. 로지스틱 회귀 분석에서도 생물학적 등가선량과 Notch 신호전달 경로의 돌연변이 모두 방사선 반응성과 상관관계를 보였다.

결론: 본 분석은 영상학적 평가와 표적 차세대 염기서열분석으로 방사선 반응성과 관련된 유전적 변이를 찾는 것이 가능함을 보여주었다. Notch 신호전달 경로가 방사선 반응성과 연관이 있을 수 있다. 본 연구의 결과는 대규모의, 균일한 치료를 받은 환자군에서 검증되어야 할 것이다.