정진행 교수
(병리학교실)

한연비 교수
(병리학교실)

병리학교실 정진행 교수와 분당서울대병원 병리과 한연비 교수가 3월 19일부터 24일까지 개최되 는 ‘미국캐나다병리학회(USCAP; United States and Canadian Academy of Pathology)’에서 ‘F. Stephen Vogel Award(최우수논문상)’를 수상했다.

해당 학술상은 미국병리학회 공식학술지인 'Modern Pathology'와 'Laboratory Investigation'에서 가장 우수한 논문을 발표한 전공의 · 전임의 중 한 명을 선정해 수여하는 상으로 한국인이 수상 한 것은 국내 최초다.

이번 학회에서 한연비, 정진행 교수가 발표한 연구는 한연비 선생의 박사학위 취득 논문으로, 비소세포암에서 폐포 내 종양세포 전파의 등급분류 시스템을 제안하고, 해당 시스템의 유용성을 보여준 연구였다(Tumor spread through air spaces(STAS): prognostic significance of grading in non-small cell lung cancer). 이번 연구는 분당서울대병원에서 2008년부터 수술적으로 절제된 폐암 검체에서 STAS 유무에 대한 정보를 전향적으로 모아왔고, 2011년부터는 STAS의 유무뿐만 아니라 분포 정도를 종양 경계면으로부터의 거리에 따라 두 계층 시스템(등급 I, II)으로 분류했으며 전 세계적으로 가장 큰 규모의 연구이다. 전향적으로 수집된 2,000명의 대규모 코호트를 통해 폐암 병기 IA기 비점액성 선암종에서 STAS 등급 II가 있는 경우 폐암 병기 IB군과 예후가 비슷하거나 불량하다는 사실을 밝혀냈다. 해당 그룹 내에서 STAS 등급 II는 분엽절제술(sublobar resection)을 받은 환자뿐만 아니라 폐엽 절제술을 받은 환자군에서도 독립적인 나쁜 예후인자임을 확인했다. 또한, 간유리음영 조기폐암에서 부분절제술을 시행하였을 때 STAS가 있는 경우 재발율이 9배 이상 높다는 놀라운 결과를 밝혀냈다.

이를 통해 분엽 절제술 뿐 아니라 폐엽 절제술을 받은 폐 선암종 환자의 병리 보고서에도 STAS의 유무 및 등급을 표기하는 것이 필요하고, 나아가 등급 II의 STAS가 있는 조기 폐암 환자의 경우 수술 후 보조적인 치료가 필요할 수 있음을 시사하며 환자 치료를 위한 정확한 병리학적 분석의 필요성을 제기해 연구 가치를 높게 인정받았다.

폐포 내 종양세포 전파(STAS)는 폐암, 특히 폐 선암종에서 침윤 형태의 하나로, 2015년부터 폐암 WHO 분류에 새롭게 도입된 개념이다. 하지만 현재까지도 STAS 정의와 임상적 중요성에 대해서는 활발한 논쟁이 있어왔다. 폐는 타장기와 달리 침윤깊이가 없는 특수성으로 인하여 T병기 결정에 어려움이 있고, 단순히 육안적으로 측정한 종양의 크기로만 T 병기가 결정되고 있는 실정이다.

정진행 교수는 폐암환자의 표본을 관찰하던 중, 현미경으로만 관찰되는 암세포의 공간 내 전파를 주시하여, 이를 2008년부터 병리진단지에 기록을 시작하였다. 그리고 이러한 현상이 폐암의 재발과 나쁜 예후인자로 ROS1, ALK 등의 특정 유전자 변이 패턴과도 관련됨을 2015년에 논문으로 발표하였다. 2021년 그동안의 전향적 수집 데이터를 분석하여 T1 병기의 폐암에서 공간 내 종양세포 전파 (spread through air space: STAS)가 있을 때는 T2병기의 폐암보다 재발이 흔하며, 암사망율이 높음을 증명하는 논문을 미국병리학회지에 발표하였다. (Mod Pathol 2021) 그동안 후향적 연구로 STAS가 수술 후 재발 및 나쁜 예후 인자임은 소수의 환자를 대상으로 발표된 적은 있었지만, 전향적 데이터로 증명한 것은 처음이었다. 2019년 열린 세계폐병리학회 (Pulmonary Pathology Society)에서 정진행 교수는 2008년부터 이 현상을 병리진단지에 기록한 최초의 병리의사로 소개되기도 하였다. NCCN guideline에 의하면, T2병기의 폐암환자는 수술 후 불량한 예후 인자가 있을 경우 보조적 항암치료를 권유하고 있는데, 본 연구에서 T1 병기의 폐암환자일지라도 STAS가 있는 경우 T2와 마찬가지 예후를 보이므로, 수술 후 항암요법이 필요할 수도 있으며, 이런 환자들은 최소절제수술이 아닌 엽절제술 등의 표준적 광범위 수술법이 적용되어야 함을 제기하였다. 또 간유리음영으로 나타난 폐암에서 STAS가 있는 경우 최소절제술을 하면 9배 이상 재발률이 높음을 증명하는 논문을 발표하였다. 이는 병리학적 연구가 수술과 항암치료 등 폐암환자의 치료법을 변화시키는 것으로서, 분당서울대병원 폐암환자 코호트로 국제 표준인 T병기의 변화를 가져올 수 있는 기반을 마련한 것으로 평가된다. 또한 그동안 STAS가 표본 handling에 의한 artifact인지 실제 종양세포의 특성인지 첨예한 논쟁이 있었는데, 15년에 걸친 분당서울대병원 폐암환자의 전향적 데이터 수집을 통한 연구 결과로 STAS는 불량한 예후인자이며 artifact가 아님을 증명하여 논란을 종식시켰다. 그리고 정진행 교수는 세계폐암학회의 pathology committee 내에, STAS working group을 만들어 이에 대한 국제적인 연구 활동을 계속하고 있다.

한연비 교수는 “병리과에서 전향적 데이터 수집을 통해 진행해 온 연구로 이렇게 의미 있는 상을 수상하게 돼 영광스럽다”며, “앞으로도 폐암 환자 치료를 위한 정확한 병리학적 분석 및 치료 기준을 마련하는 근거를 제시할 수 있는 다각적인 연구 활동을 이어가겠다”고 밝혔다.

정진행 교수는 “분당서울대병원 단일 기관의 전향적 연구 데이터를 통해 STAS 등급II가 있는 환자의 경우 폐암의 병기를 T1에서 T2로 변경되어야 함을 제시한 중요한 논문이며, STAS가 있는 경우 수술, 항암치료 등의 대상도 변경될 가능성이 높다”고 의미를 부여했다. 또한 디지털 병리 기반 인공지능을 활용한 STAS의 진단법 및 3D 병리이미지 구축 등의 연구를 수행중이며, 병리 데이터 오픈을 통해 호흡기 내과, 흉부외과 등에서도 지속적인 연구 논문 발표를 하고 있어서, 다학제 연구의 활성화 및 STAS의 메카로 분당서울대병원 폐센터가 자리매김한 것이 보람있다고 밝혔다.

정진행 교수와 한연비 교수는 서울대학교 AI연구원 율촌재단 사업의 지원을 받아 STAS 연구를 수행하고 있다.

그림: 폐암세포의 공간내 전파 모식도 Tumor spread through air space (STAS)
화살표: 폐포내에 떠있는 폐암세포