과학적 발견은 이전 연구를 기반으로 이루어집니다. 새로운 발견이 이루어지면 새로운 연구 방향으로 이어지는 선순환 구조가 형성되는 경우가 많습니다. 과학자들은 어디서부터 시작해야 할지 어떻게 알 수 있을까요? 어떻게 하면 잘 다루어진 영역을 추적하면서 주목받기 시작한 아이디어에 노력을 집중할 수 있을까요?
고급 기술을 활용하여 CAS 과학자들은 사람이 직접 엄선한 최대 규모의 CAS 과학 정보 저장소인 CAS 컨텐츠 컬렉션TM을 통해 주제 간의 새로운 연관성을 밝혀내고 흥미로운 연구 방향을 식별합니다.
실제로는 어떤 모습일까요? 최근에는 자연어 처리(NLP) 기반 방법론을 사용하여 CAS 콘텐츠 컬렉션에서 면역종양학 관련 간행물을 분석했습니다. 먼저 유사한 개념을 가독성 있는 형식으로 클러스터링하는 CAS TrendScape 맵을 개발했습니다. 다음으로, 새로운 혁신이 일어날 가능성이 있는 유망한 교차점을 파악하기 위해 문헌에서 개념의 동시 발생을 조사했습니다. 이러한 접근 방식은 연구자들이 새로운 아이디어에 집중하여 다음 발견을 더 빠르게 할 수 있도록 도움을 줍니다.
개념 동시 발생을 식별하는 방법
면역종양학 CAS TrendScape 맵에서 강조된 신개념 간의 연관성을 파악하기 위해, 동일한 논문 문장(특히 초록 또는 제목)에서 개별 신개념의 동시 발생 횟수를 세는 CAS 기반 분석을 수행했습니다. 이 접근 방식은 면역종양학 분야에서 새롭게 떠오르는 개념을 보여주는 CAS TrendScape 맵에 표시된 임의의 두 개념 간의 연결 정도와 강도를 정량화할 수 있게 해주었습니다.
이 분석은 네 가지 주요 개념 쌍에 초점을 맞췄습니다.
- 바이오마커 및 암 유형
- 치료 표적 및 암 유형
- 치료 표적 및 치료 유형
- 치료 유형 및 암 유형
2019년과 2022년 사이에 용어가 함께 언급된 문서 수(x축)와 같은 기간 동안 이러한 공동 발생을 포함한 간행물의 평균 성장률(y축)을 그래프로 나타냈습니다(그림 1 참조).
분석 결과, 함께 발생하는 개념 쌍은 두 가지 극단 중 하나에 속하는 경향이 있는 것으로 나타났습니다:
- 지난 몇 년간 간행물의 높은 성장세에도 불구하고 전체 수는 낮습니다(그림 1의 그래프 왼쪽 상단을 차지함)
- 최근 간행물의 성장이 둔화되었지만 전반적인 간행물 수는 많습니다(그림 1의 그래프 오른쪽 하단 부분을 차지함).
전자는 잠재적으로 떠오르는 개념 쌍을 나타내며, 후자는 더 많이 연구되고 보고된 쌍입니다.
어떤 아이디어가 새롭고 추진력을 얻고 있는지 이해함으로써 연구자들은 잠재적인 새로운 돌파구에 노력을 집중할 수 있습니다.
면역 양학은 의학 분야에서 빠르게 발전하고 있는 분야이기 때문에 이 방법론을 면역종양학 연구에 적용했습니다. 면역 요법은 신체 자체의 면역 체계를 활용하여 암세포를 인식하고 퇴치하기 때문에 화학 요법 및 방사선과 같은 기존 치료법에 대한 유망한 대안 또는 보완 전략이 될 수 있습니다. 이러한 치료 접근법에는 면역 관문 억제제(ICI), 키메라 항원 수용체(CAR) 세포치료법, 암 백신 등이 있습니다.
이 분야의 역동적인 특성으로 인해 이 분석은 생존율을 개선할 뿐만 아니라 암의 장기적인 관해와 완치로 이어질 수 있는 획기적인 발전의 가능성을 높입니다. 네 가지 주요 개념 쌍에 걸쳐 새롭게 떠오르는 연구 분야의 몇 가지 예를 살펴보겠습니다.
바이오마커 및 암 유형
바이오마커와 암 유형의 동시 발생을 이해하는 것은 개별 환자 프로파일과 종양 특성에 기반한 맞춤형 치료 접근을 가능하게 합니다. 바이오마커 기반 임상시험은 특정 바이오마커 프로필에 따라 환자를 등록하여 치료 성공 가능성을 높이고 새로운 치료법 개발을 가속화하는 데 중점을 둡니다.
면역종양학 간행물에서 바이오마커와 암 개념의 동시 출현은 면역 반응과 암 생물학의 복잡성과 상호 의존성을 강조합니다(그림 2 참조). 고급 분석 기법은 이러한 관계를 밝혀내어 보다 효과적이고 개인화된 암 면역 치료법을 개발하는 데 필수적입니다.
- 종양 돌연변이 부담(TMB)은 종양 게놈 내 돌연변이 수를 정량화하는 바이오마커입니다. 면역종양학에서 ICI에 대한 반응 예측 인자로서 중요성이 커지고 있으며, TMB-결장암 개념 쌍에서 상당한 성장을 보고 있습니다. TMB가 높으면 신항원을 생성할 가능성이 높아져 면역 체계가 종양을 더 잘 인식하고 표적으로 삼을 수 있습니다. PD-1/PD-L1 억제제와 같은 ICI는 면역 체계를 활성화하여 암세포를 공격하도록 합니다. 높은 TMB는 면역 인식에 사용 가능한 표적(신항원)의 수를 증가시켜 ICI의 효과를 향상시킬 수 있습니다.
- 넥틴-4-방광암 개념 쌍은 2020년부터 2022년까지 간행물이 6배 증가하면서 상승 추세를 보이고 있습니다. 넥틴-4는 세포 간 접합부 형성에 관여하는 세포 접착 분자입니다. 요로상피암, 즉 가장 흔한 방광암 유형에서 높은 발현을 보입니다. 과발현은 종양 진행 및 예후 불량과 관련이 있습니다. 높은 수준의 넥틴-4 발현은 방광암의 진단 마커로 사용되어 표적 치료의 혜택을 받을 수 있는 환자를 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.
치료 표적 및 암 유형
암 치료에서 표적을 식별하는 것은 정상 조직을 보존하면서 암세포를 특정적으로 표적으로 하는 치료법을 개발하는 것을 목표로 하는 정밀 종양학의 핵심이 되었습니다. 암에서 표적의 개념은 암세포의 생존과 성장에 중요한 역할을 하는 단백질 분자 또는 경로를 지칭합니다. 이러한 표적을 이해하고 활용함으로써 연구자와 임상의는 기존 치료법보다 더 효과적이고 부작용이 적은 치료법을 설계할 수 있습니다.
표적과 암 유형의 동시 발생은 분자 표적과 다양한 암의 특성 간의 상호작용을 의미합니다. 이러한 관계를 이해하는 것은 효과적인 치료법을 개발하고 환자 치료 결과를 개선하는 데 필수적입니다. 그림 3에서 볼 수 있듯이 최근 몇 년 동안 몇 가지 동시 발생이 급증했습니다.
- m6A-폐암 개념 쌍의 동시 발생은 모든 치료 표적 및 암 유형 개념 쌍 중 간행물에서 가장 높은 평균 증가율(거의 4.5배)을 보여주며, 면역종양학에서 새로운 주제 쌍으로 주목받고 있습니다. 이 두 연구 분야는 2019년 이후 간행물이 눈에 띄게 증가하여 2년 동안 8배 성장했습니다.
N6-메틸아데노신으로도 알려진 이 RNA 변형은 종양의 발달, 진행 및 치료에 대한 반응에 영향을 미칩니다. 이러한 변형은 폐암에서 약물 내성에 기여할 수도 있습니다. 이러한 메커니즘을 이해하면 저항을 극복하기 위한 전략을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다.
- PD-1-간암 개념 쌍은 동시 발생 개념의 한 예로, 2020년부터 2022년까지의 기간 동안 평균적으로 완만한 비율(2배)로 증가했으며, 전체적으로 간행물 수가 상대적으로 많아 다른 개념들보다 더 잘 정립된 것으로 보입니다. 간암은 간의 독특한 면역 환경과 암 발병에 취약하게 만드는 만성 간 질환의 높은 유병률로 인해 면역종양학에서 중요한 관심사가 되어 왔습니다. 간 면역 관용은 주로 PD-1/PD-L1 경로를 포함한 다양한 메커니즘에 의해 조절되며, 이는 자가 면역을 예방하는 데 도움말을 주지만 간 종양에 의한 면역 회피를 촉진할 수도 있습니다.
치료 표적 및 치료 유형
치료 표적과 치료 유형의 동시 발생은 다양한 치료 전략이 개발되고 적용되는 방식에 대한 중요한 관계와 통찰력을 제공합니다. 여기에는 암 치료에서 연구되고 사용되는 특정 분자 표적, 면역 경로 및 치료 유형을 연구하는 것이 포함됩니다(그림 4 참조).
- NK 세포-STING 작용제 개념 쌍의 높은 증가율(>4.5배)은 최근 몇 년 동안 과학계의 관심이 증가하고 있음을 나타냅니다. NK 세포는 선천 면역 반응에서 중요한 역할을 하는 림프구의 일종으로, 특히 바이러스에 감염된 세포와 종양 세포를 인식하고 파괴하는 데 중요한 역할을 합니다. 면역종양학의 맥락에서 NK 세포는 종양 항원에 대한 사전 감작 없이 암세포를 표적화하고 제거할 수 있는 능력으로 인정받고 있습니다.
인터페론 유전자 자극기(STING) 경로는 선천성 면역 반응의 중요한 구성 요소로, 특히 암에서 발생할 수 있는 병원체나 손상된 세포에서 세포질 DNA를 검출하는 데 중요한 역할을 합니다. STING의 활성화는 제1형 인터페론 및 기타 사이토카인의 생성을 유도하여 수지상 세포, T 세포 및 NK 세포의 활성화를 촉진함으로써 항종양 면역 반응을 강화할 수 있습니다.
- TROP2-ADC 개념 쌍은 NK 세포-STING 작용제와 같은 급격한 성장세를 보이지는 않지만 지난 몇 년 동안 빠르게 증가하고 있습니다. 종양 관련 칼슘 신호 전달체 2(TACSTD2)로도 알려진 영양막 세포 표면 항원 2(TROP2)는 세포 신호 전달, 증식 및 생존에 중요한 역할을 하는 세포 표면 당단백질입니다. TROP2는 정상 조직에서는 낮은 수준으로 발현되지만 유방암, 폐암, 대장암, 췌장암, 전립선암을 포함한 많은 암에서 과발현됩니다. 이러한 과발현으로 인해 TROP2는 암 치료, 특히 항체-약물 접합체(ADC)에서 중요한 표적이 됩니다.
치료 유형 및 암 유형
면역종양학에서 치료 유형과 암 유형의 동시 발생은 다양한 치료 전략의 상호 연관성과 여러 악성 종양에 걸친 통찰력을 제공합니다. 이러한 동시 발생을 분석하면 효과적인 치료 전략, 연구 동향 및 미래 연구를 위한 잠재적 영역을 파악하는 데 도움이 됩니다. 이해는 보다 효과적이고 개인 맞춤형 암 면역 요법을 개발하고 환자 치료 결과를 개선하는 데 필수적입니다(그림 5 참조).
- 전통적으로 간암은 치료가 어려웠으며, 진행 단계에 따라 치료 옵션이 제한적이었습니다. ICI의 도입은 간암 환자에게 새로운 희망을 주었으며, 면역-관문 항체-간암 개념 쌍은 가장 주목받는 아이디어 중 하나입니다.
간암에서 ICI는 T세포의 PD-1과 종양 세포의 PD-L1 사이의 상호작용을 차단하여 면역계의 '브레이크'를 제거하고 T세포가 암세포를 공격하고 파괴할 수 있도록 합니다. 가장 일반적인 ICI는 PD-1, PD-L1(Programmed Death-Ligand 1) 및 CTLA-4를 표적으로 합니다.
- CAR-T-다발성 골수종(MM) 개념 쌍은 그래프에서 오른쪽에 더 멀리 배치된 것(그림 5)에서 볼 수 있듯이 성숙 단계에 접어든 개념의 예이지만 최근 몇 년간 상대적으로 높은 평균 증가율을 보이고 있습니다. CAR-T 치료의 성공은 암세포에 풍부하게 발현되지만 건강한 세포에는 발현되지 않는 적절한 표적 항원을 식별하는 데 달려 있습니다. MM의 경우, 가장 두드러진 표적은 MM 세포에서 많이 발현되는 단백질인 B세포 성숙 항원(BCMA)으로, MM에 대한 CAR-T 치료에서 가장 널리 연구되고 표적이 되는 항원입니다. BCMA가 주요 표적이지만, SLAMF7, CD19, CD138, GPRC5D와 같은 다른 항원도 CAR-T 치료를 위해 연구되고 있으며, 특히 BCMA 표적 치료 후 재발한 환자에서 탐색되고 있습니다.
면역종양학의 혁신이 다가오고 있습니다
CAS 컨텐츠 컬렉션을 분석한 결과, 면역종양학 분야에는 치료 옵션을 혁신하고 환자 치료 결과를 개선할 수 있는 잠재력을 가진 수많은 새로운 아이디어가 있습니다. 연구가 더 많이 진행됨에 따라, 연구자들이 탐구할 가치가 있는 새로운 영역을 정확히 찾아내는 것이 어려워질 수 있습니다. 동시 발생 개념 쌍에 대한 분석은 다른 신규 주제의 맥락에서 어떤 아이디어가 주목받고 있고 어떤 아이디어가 더 성숙한지를 보여줌으로써 연구 돌파구를 촉진합니다.
이러한 연구 방향은 모든 분야에서 가치가 있지만, 환자의 생명을 구하는 데 영향을 미치는 면역종양학과 같은 빠르게 발전하는 분야에서는 의료계가 더 나은 치료법을 환자에게 더 신속하게 제공할 수 있도록 돕는 데 필수적입니다.
면역종양학에서 함께 발생하는 새로운 개념에 대해 자세히 알아보려면 사전 출판 서버에서 간행물을 참조하세요.
