Epidermal growth factor receptor (EGFR) 유전자의 활성화 변이는 티로신 키나아제 도메인에 위치하며, 약 20%의 비소세포폐암(non-small cell lung cancer)에서 발생한다[1]. 주로 exon 19의 결실 또는 exon 21의 L858R의 형태로 나타나며, EGFR tyrosine kinase inhibitors (TKI)는 이러한 변이를 가진 종양 환자들의 치료에 효과를 보여 종양 치료의 중요한 치료표적이 되었다[1,2]. 그러나 1세대 혹은 2세대 EGFR TKI를 쓰는 경우 평균적으로 약 1년 후에 EGFR 추가 변이가 발생하고, 이로 인해 약제에 대해 내성이 생겨 치료효과가 떨어진다[3]. 3세대 EGFR TKI인 osimertinib (TAGRISSO; AstraZeneca, Cambridge, UK)은 추가적인 T790M 변이를 가지는 환자의 치료에 효과적이며, exon 19의 결실 또는 L858R를 가진 전이성 비소세포폐암의 1차 치료제로 미국 Food and Drug Administration (FDA) 승인을 받았다[4]. 따라서 EGFR 검사를 통해 변이를 확인하는 것은 비소세포폐암 환자의 치료 결정에 매우 중요하다.

액체생검(liquid biopsy)은 혈액에서 순환하는 종양 혈중 circulating tumor DNA (ctDNA)를 이용해 이루어지는 검사로, 최소 침습적으로 암 관련 정보를 얻을 수 있는 방법이며, 특히 조직생검이 어려운 환자들에게 유용하다[5]. 전이성 비소세포폐암 환자에서 액체생검을 통해 혈중 EGFR 유전자 변이를 검출하는 방법은 EGFR TKI의 치료효과를 예측할 수 있는 동반진단 검사법(companion diagnostics)으로 FDA의 승인을 받아 사용되고 있다[6]. 2016년 미국 FDA는 3세대 EGFR TKI인 TAGRISSO (AstraZeneca) 사용을 위한 T790M 변이 검출에 혈액을 이용한 액체생검을 승인하였으며, 우리나라를 포함한 여러 국가에서 액체생검 EGFR 검사가 활발히 시행되고 있다.

액체생검은 혈장에 존재하는 ctDNA의 추출과정과 추출한 DNA를 대상으로 한 검사과정의 두 단계를 통해 이루어진다. 혈중 ctDNA의 분율이 상대적으로 매우 낮아 DNA 추출단계 또한 검사의 신뢰도를 결정하는 중요한 요인이 된다[7]. 따라서 DNA 추출단계와 측정단계를 모두 평가할 수 있는 외부정도관리 프로그램이 필요하다. 대한진단검사정도관리협회는 2017년부터 액체생검 EGFR 신빙도조사사업 프로그램을 운영하기 시작하였으며, 본 연구에서는 2017년부터 2023년까지 시행된 액체생검 EGFR 신빙도조사사업 결과를 분석하여 보고하고자 한다.

1. 조사 항목

액체생검 EGFR 신빙도조사는 연 2회 실시하였다. 매 회차마다 2개 검체를 냉동상태로 배포하였으며, 검사실에서 사용하는 검사법으로 EGFR 변이를 검사하도록 하였다. EGFR G719X, exon 19 결실, T790M, L858R, 그리고 L861Q의 총 5가지 변이에 대해 검출 여부를 기술하도록 하였다.

2. 외부신빙도조사용 정도관리물질

검체의 제조는 서울아산병원에서 이루어졌다. 폐기 예정인 신선동결 혈장에 EGFR 유전자의 변이를 가지는 세포주 유래 DNA를 조합하여 주입(spiking)하고 균질화하였다. 검체를 소분하여 −70℃에서 냉동 보관하였다. 검체를 발송하기 전에 Cobas EGFR test kit를 이용해 Cobas z 480 analyzer (Roche Diagnostics, Mannheim, Germany)로 해당 변이 여부를 확인하였다.

3. 결과 판정

결과 판정은 제조한 검체를 발송하기 전에 시행한 검사결과를 신뢰할만한 정답으로 하였으며, 정답과의 일치 여부로 판단하였다.

액체생검 EGFR 신빙도조사사업에 참여한 기관의 수는 2017년 3개 기관에서 2018년에 20개 기관으로 증가하였으며, 최근에는 30개 기관이 지속적으로 참여하고 있다. 참여한 모든 기관이 Cobas z 480 analyzer 장비를 사용하여 결과를 보고하였다.

2017년도부터 2023년까지의 신빙도조사 결과를 Table 1에 정리하였다. 2017년, 2018년, 2020년, 2022년도 1차 그리고 2023년도 1차에는 100% 정답률을 보였다. 잘못된 답을 입력하여 보고한 결과는 2019년도 1차에 5.8% (3/52건), 2차에 4% (2/50건)였으며, 2021년도 1차에 1.7% (1/58건), 2차에 3.3% (2/60건), 2022년도 2차에 3.3% (2/60건), 2023년도 2차에 6.7% (4/60건)에 해당하였다. 변이 음성인 검체를 양성으로 잘못 보고한 경우가 16건, 양성인 검체를 음성으로 잘못 보고한 경우가 8건이었다.

Table 1 . Liquid biopsy results for epidermal growth factor receptor (2017–2023)

Trials	Specimen	Total no. of labs	Codon 719			Exon 19 deletion			T790M			L858R			L861Q
			Result	No. of labs		Result	No. of labs		Result	No. of labs		Result	No. of labs		Result	No. of labs
2017 1st	GLB-17-01	3	Neg	3		Neg	3		Pos	3		Pos	3		Neg	3
	GLB-17-02	3	Neg	3		Neg	3		Neg	3		Neg	3		Neg	3
2017 2nd	GLB-17-03	3	Neg	3		Neg	3		Neg	3		Neg	3		Neg	3
	GLB-17-04	3	Neg	3		Pos	3		Pos	3		Neg	3		Neg	3
2018 1st	GLB-18-01	20	Neg	20		Neg	20		Pos	20		Pos	20		Neg	20
	GLB-18-02	20	Neg	20		Neg	20		Neg	20		Neg	20		Neg	20
2018 2nd	GLB-18-03	23	Neg	23		Pos	23		Pos	23		Pos	23		Neg	23
	GLB-18-04	23	Neg	23		Neg	23		Neg	23		Neg	23		Neg	23
2019 1st	GLB-19-01	26	Neg	26		Pos	26		Neg	26		Neg	24		Neg	26
												Pos	2
	GLB-19-02	26	Neg	25		Neg	26		Pos	25		Pos	26		Neg	26
			Pos	1					Neg	1
2019 2nd	GLB-19-03	25	Neg	25		Neg	25		Pos	25		Pos	25		Neg	25
	GLB-19-04	25	Neg	25		Neg	23		Neg	25		Neg	25		Neg	25
						Pos	2
2020 1st	GLB-20-01	30	Neg	29		Pos	30		Neg	30		Pos	30		Neg	30
	GLB-20-02	30	Neg	29		Neg	30		Pos	30		Pos	30		Neg	30
2020 2nd	GLB-20-03	28	Neg	27		Neg	28		Pos	28		Pos	28		Neg	28
	GLB-20-04	28	Neg	27		Pos	28		Neg	28		Neg	28		Neg	28
2021 1st	GLB-21-01	29	Neg	28		Pos	29		Pos	29		Pos	29		Neg	29
	GLB-21-02	29	Neg	27		Neg	29		Neg	29		Pos	29		Neg	29
			Pos	1
2021 2nd	GLB-21-03	30	Neg	30		Pos	30		Neg	30		Neg	28		Neg	30
												Pos	2
	GLB-21-04	30	Neg	30		Neg	30		Pos	30		Pos	30		Neg	30
2022 1st	GLB-22-01	30	Neg	30		Neg	30		Pos	30		Pos	30		Neg	30
	GLB-22-02	30	Neg	30		Pos	30		Neg	30		Neg	30		Neg	30
2022 2nd	GLB-22-03	30	Neg	30		Pos	30		Neg	29		Neg	29		Neg	30
									Pos	1		Pos	1
	GLB-22-04	30	Neg	30		Neg	29		Pos	29		Pos	29		Neg	30
						Pos	1		Neg	1		Neg	1
2023 1st	GLB-23-01	30	Neg	30		Neg	30		Pos	30		Pos	30		Neg	30
	GLB-23-02	30	Neg	30		Pos	30		Neg	30		Pos	30		Neg	30
2023 2nd	GLB-23-03	30	Neg	30		Pos	29		Neg	29		Neg	28		Neg	30
						Neg	1		Pos	1		Pos	2
	GLB-23-04	30	Neg	30		Neg	28		Pos	28		Pos	28		Neg	30
						Pos	2		Neg	2		Neg	2

Bold letters indicate results that are not compliant with the intended responses.

Abbreviations: Pos, positive; Neg, negative.

우리나라에서 2018년 5월부터 보험급여가 적용이 된 이후로 액체생검 EGFR 검사를 실시하는 기관이 급격히 증가하였다. 대한진단검사정도관리협회에서 2017년 시범사업을 시작으로 액체생검 EGFR 신빙도조사사업을 도입하여 시행하고 있다. 본 연구에서는 2017년부터 2023년까지 7년간의 액체생검 EGFR 신빙도조사 결과를 종합하여, 참여기관이 회신한 결과를 정리하여 보고하였다.

액체생검의 경우 검체에 소량 존재하는 ctDNA의 추출과정이 수행능에 결정적인 영향을 미치므로 DNA 추출단계부터 모든 검사단계를 평가할 수 있는 혈장 기반 검체를 이용한 외부정도관리 프로그램이 필요하다. 충분한 양의 검체 확보를 위해 폐기 예정인 신선동결 혈장을 사용하려면, 검체 채취 시 사용하는 항응고제에 따른 수행능 평가가 이루어져야 한다. 본 기관에서는 일반적으로 액체생검에 이용되는 EDTA 항응고제와 대량 혈장에 이용되는 citrate 항응고제의 수행능을 비교 평가하여 차이가 없음을 확인하였으며[8], 정도관리물질 제조에 citrate 항응고제를 사용한 대량 혈장 검체를 사용하였다. ctDNA는 167 bp의 짧은 길이에 분포하여 검체 제조에 사용한 세포주의 genomic DNA와 길이가 다르다[9]. 하지만 액체생검 EGFR 검사는 polymerase chain reaction (PCR) 기반 검사방법을 사용하여 목표 변이 부분만을 증폭하기 때문에 세포주 genomic DNA의 분절화 과정을 생략하였다. 이후, 본 기관에서 NGS 기반의 액체생검 외부정도관리 물질을 제조할 때에는 genomic DNA를 분절화하여 실제 임상 검체와 유사하게 제조하였다[10].

2017년도부터 2023년까지 대부분의 기관은 정답을 기술하였다. 그러나 일부 기관에서는 두 검체의 결과를 뒤바꿔 입력하는 사무적 오류가 있었다. 그 외의 오답의 경우, 변이가 없는 검체를 변이가 있다고 답변한 위양성 건수가 변이가 있는 검체를 변이가 없다고 답변한 위음성 건수보다 많았다. PCR 검사에서 위음성 결과의 원인으로는 DNA가 손상되거나 불충분한 경우, DNase와 RNase 등의 오염, 샘플 처리 중의 실수나 장비의 결함 등이 있을 수 있다[11]. 반면, 위양성의 경우 대부분 검체 처리 중의 오염에 의해 발생한다[12]. 이를 개선하기 위해서는 주기적인 장비 유지보수와 오염 방지를 위한 검사실 자체의 프로토콜과 교육이 필요하다. 또한 결과를 보고하기 전에 환자의 임상 정보와 이전 EGFR 검사결과를 확인하는 과정을 포함시키는 것이 도움이 될 수 있으며, 본 신빙도조사 프로그램에 지속적으로 참여함으로써 검사과정을 점검하여, 이를 통해 검사의 신뢰성을 향상시키는 데 도움을 받을 수 있을 것이다.