DSRCT에 대해 FGFR4가 새로운 치료 표적 후보가 될 수 있다

Comprehensive Molecular Profiling of Desmoplastic Small Round Cell Tumor (2021)

https://doi.org/10.1158/1541-7786.MCR-20-0722

 

Desmoplastic Small Round Cell Tumor(DSRCT)는 주로 청소년과 젊은 남성에게 발생하는 희귀하고 매우 공격적인 복막 종양이다. 이 종양은 EWSR1-WT1 유전자 전좌 [t(11;22)(p13;q12)] 로 정의되며, 다계통 분화를 보이는 소세포가 섬유성 기질과 섞여 있는 것이 특징이다. 대부분 진단 시점에 이미 복막 전이 상태이며, 간·비장·횡격막 상부 림프절로 확산돼 있다. 기존 치료는 고용량 알킬화 항암제, 광범위 절제 수술, 방사선치료 등을 병행하지만, 5년 생존율은 11~28%로 매우 낮다.

 

해당 연구는 미국 Memorial Sloan Kettering Cancer Center에서 수행됐으며 68개의 종양-정상 쌍(53명) 을 대상으로 차세대 염기서열 분석(NGS)을 실시하고 전장유전체·전사체 분석 10샘플, 그리고 환자 유래 이종이식(PDX) 모델 24개를 구축해 DSRCT의 유전적 특징을 정밀하게 규명했다.

 

주요 연구 설계

• MSK-IMPACT 패널: 468개 암 관련 유전자 전체 엑손과 일부 인트론을 분석

• Matched Normal 디자인: 모든 샘플에 환자 자신의 혈액 DNA를 대조군으로 사용해, 체세포 변이만 정확히 추출했다.

• RNA 기반 MSK-Solid Fusion: EWSR1-WT1 융합을 RT-PCR로 확인하고 융합 부위의 엑손 조합(주로 EWSR1 Ex7/9/10–WT1 Ex8)을 규명했다.

• Whole Genome & Transcriptome Sequencing: 구조적 변이, 돌연변이 시그니처, 전사체 발현량을 포함한 포괄적 해석

• PDX 모델: 환자 종양을 면역결핍 마우스에 이식해 24개의 안정적 모델 확보

 

환자 특성

• 연령: 중앙값 21세(7~47세)

• 성별: 남성 91%, 여성 9%

• 병변 부위: 복강 내 92%, 복강 외 8%

• 시료 상태: 치료 전 21%, 치료 후 79%

 

주요 연구 결과

1) DSRCT는 돌연변이가 거의 없는 '유전적으로 조용한 종양'

• 평균 돌연변이 부담(TMB)은 0.87/Mb로 매우 낮았다.

• MSI(마이크로새틀라이트 불안정성)는 전혀 없었다.

• 반복 변이는 다음과 같이 소수에서만 관찰됐다:

  • ARID1A: 6%

  • FGFR4: 7%

  • HRAS: 5%

  • TP53: 3%

  • TERT 프로모터: 3%

• 그러나 복제수(copy number) 의 이득과 소실은 자주 나타났으며 염색체 11p(18%), 11q(22%), 16q(34%) 에서 이형접합 소실(LOH)이 반복적으로 확인됐다.

• 이는 단일 돌연변이보다는 염색체 단위의 변동이 더 중요한 역할을 한다는 점을 시사한다.

 

2) 과거 연구의 변이율 과대평가를 교정

• 기존 보고에서는 MSH3, MLL3 등에서 10% 이상 돌연변이가 발견됐다고 알려졌지만 이는 대부분 정상 대조군 없이(unmatched) 분석한 결과였다.
• 이번 연구는 matched 디자인으로 수행돼 실제 체세포 변이만을 남겼으며, 그 결과 TMB는 14.34 → 0.85/Mb로 대폭 낮아졌다.
• 즉, DSRCT는 기존에 생각했던 것보다 훨씬 유전적으로 안정적이라는 사실이 드러났다.

 

3) EWSR1-WT1 융합은 ‘단순하고 균형 잡힌 전좌’

• 전장유전체 분석 결과, DSRCT의 주된 유전적 사건인 EWSR1-WT1 융합은 복잡한 염색체 재배열(chromoplexy)이 아니라 단순한 균형 전좌(balanced translocation) 형태로 형성돼 있었다.
• 이는 유잉육종(Ewing sarcoma)에서 일부 관찰되는 복잡한 재배열 방식과 대조적이다.
• 즉, DSRCT는 하나의 단순한 융합 사건으로 정의되는 암이며 그 외의 부가적인 돌연변이는 거의 존재하지 않는다.

 

4) FGFR4의 활성화와 과발현: 새로운 표적 단서

연구에서 주목할 점은 FGFR4(Fibroblast Growth Factor Receptor 4) 의 반복적 변이와 높은 발현이었다.

• 유전적 변이 빈도: 7% (증폭 2건, 깊은 결실 1건, V550L 점돌연변이 2건)

• V550L은 다른 암종에서도 활성형(oncogenic)으로 알려진 변이로, DSRCT에서도 동일하게 확인됐다.

• RNA 분석에서는 FGFR4의 발현이 154개의 소아 고형암 중 상위권을 차지했으며 다른 육종과 비교했을 때 평균 4.9배 높았다.

• 이는 EWSR1-WT1 융합 단백이 FGFR4 발현을 상향 조절한다는 생물학적 기전과도 일치했다.

기능적 검증

• DSRCT 세포주 JN-DSRCT1(FGFR4 변이·증폭 없음, 과발현 상태)을 이용한 약물 시험에서 FGFR 억제제 네 종류를 테스트했다.

• 그중 ponatinib만이 미약한 억제 효과(IC50 ≈ 0.46 μM)를 보였고 나머지 억제제(fisogatinib, rogaritinib, BLU9931)는 모두 효과가 없었다(IC50 >25 μM).

• 즉, FGFR4의 과발현만으로는 약물 반응성이 없으며, 활성 돌연변이(V550L 등) 를 가진 환자에서만 치료 효과 가능성이 있다.

 

5) 환자 유래 이종이식(PDX) 모델 구축

• 연구진은 2017년 이후 총 39명의 환자로부터 120개 시료를 이식해 44건의 착상에 성공(성공률 36.6%) 했다.

• 이 중 24개 PDX 모델(10명 환자 기반) 에 대해 NGS를 수행했다.

• 모든 모델에서 EWSR1-WT1 융합이 확인됐으며 환자 종양에서 보였던 HRAS, ARID1A 변이와 복제수 변이도 동일하게 재현됐다.

• 일부 PDX에서는 원본 종양에 없던 TP53, BRAF, TERT 변이가 새롭게 나타났는데, 이는 클론 선택(clonal selection) 혹은 모델 내 진화로 해석된다.

• 이 PDX 모델 뱅크는 DSRCT 연구와 신약 스크리닝에 핵심적 기반을 제공한다.

 

종합 결론

1. DSRCT는 단일한 융합 사건(EWSR1-WT1) 으로 정의되는 게놈적으로 조용한 종양이다.

2. FGFR4 변이 및 과발현이 소수 환자에서 반복적으로 관찰되어 향후 표적 치료의 새로운 방향이 될 수 있다.

3. FGFR4 억제제 단독 치료는 제한적이지만 활성형 변이를 가진 환자에서는 정밀 표적치료 가능성이 존재한다.

4. PDX 모델의 확립은 앞으로의 전임상 연구와 신약 개발에 중요한 역할을 할 수 있다.

 

임상적 함의

• 분자 진단의 중요성: EWSR1-WT1 융합 여부와 FGFR4 변이(V550L 등)를 동시에 확인해야 한다.

• 치료 전략의 재조정: 면역치료나 DDR 표적보다 융합 단백·수용체 표적 중심 접근이 유효할 가능성이 높다.

• FGFR4 기반 면역 표적치료: 과발현 특성을 이용해 항체-약물 접합체(ADC), CAR-T 세포, 이중항체 치료 등으로 확장 가능성이 있다.

 

연구의 한계

• 대부분의 시료가 치료 후 채취(79%) 로, 약물 선택압의 영향을 완전히 배제하기 어렵다.

• 세포주가 제한적(JN-DSRCT1만 사용)이라 약물 시험의 일반화에 제약이 있다.

• FGFR4 표적 전략은 돌연변이 유무뿐 아니라 플랫폼 종류(소분자 vs 항체·세포치료) 에 따라 효과가 달라질 수 있다.