(1) 전국단위의 선천 모발 질환 코호트 구축
- 코호트 구축에 참여를 원하는 전국의 모발 학회 임원 및 회원들과 협력 체계를 구축. 각 기관 기관윤리위원회에 연구 계획서를 제출.
- 각 기관에 내원한 선천 모발 질환 환자와 가족 중 선정 제외기준에 해당되는 경우 동의 취득 후 연구에 등록하여 병력, 가족력, 임상사진 등의 임상정보를 수집함. 구강점막 채취 키트를 활용하여 검체를 수집하여 중앙 연구기관 전달함.
- 구강 점막을 면봉같은 채취기구로 입안 양쪽 볼을 약 20회 정도 문질러 구강상피세포를 비침습적으로 채취할 수 있음.
(2) 유전체 분석 수행
- 시퀀싱 업체를 통해 구강점막 검체 quality control (QC) 후 의심되는 질환과 유전형에 따라 whole exome sequencing 혹은 WGS를 선택하여 수행.
- 연구자의 전산 서버에 구축되어 있는 고도화된 bioinformatics pipeline을 이용하여 single nucleotide variation, insertion and deletion, copy number variation, structure variation 등의 유전변이를 call 함.
- 발견된 유전변이를 population frequency (1000genome, gnomAD), clinical significance (Clinvar, VarSome) 등의 database를 이용해서 변이 해석에 필요한 정보의 annotation 수행함.
- in silico prediction algorithm을 이용해서 변이로 인한 유전자의 effect를 prediction 함.
- 유전변이의 임상적 의미를 The American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG) 가이드라인에 따라 pathogenicity를 해석하여 진단을 수행.
- 검체를 보내온 공동 연구자들에게 유전체 분석 결과를 전달하여 진료에 활용하게 함.
(3) 유전성 모발 질환의 국내 현황 파악
- 알려진 모발 질환들의 국내 현황을 파악함.
- 국내 특이적인 새로운 유전형 및 선천 모발 질환을 발굴함.
환자 주도 온라인 유전성 피부 질환 등록 시스템 구축과 구축된 데이터베이스를 활용한 관련 연구 활성화
환자주도 온라인 유전성 피부 질환 등록 시스템 수립
가족력이 있거나 희귀 피부 질환의 증상을 가진 환자가 본인 및 가족의 피부 사진 및 병력을 스스로 등록할 수 있는 익명성 및 안정성이 확보된 온라인 시스템 구축
온라인 시스템을 스크리닝하여 유전성피부질환이 의심되는 환자에게 검체 체취용 키트를 보내거나 거주지 인근 공동연구자가 있는 병원 내원 안내
환자에게 직접 혹은 공동연구자를 통해 환자의 검체를 전달 받아 유전자 검사 시행한 후 참여자에게 관련 질환 정보 및 유전검사결과 전달
환자 정보 데이터베이스 화, 퍼블릭 유저 공유 인터페이스 배포
임상병력, 사진, 유전자 검사 결과의 표준화를 통한 데이터베이스화
데이터베이스를 공유할 수 있는 유저 인터페이스를 개발
시스템 국제화 및 데이터 기반 연구 및 치료 개발 활성화
국내 데이터베이스 안정화 이후, 국제적 참여 홍보
데이터 기반 연구 활성화
등록된 환자들의 신약 및 치료법 개발 참여 및 적용
혈장 세포유리 디옥시리보핵산의 구조변이 분석을 이용한 악성흑색종 재발 모니터링 방법 개발 및 임상 적용
가. 암 재발 검출 방법 개발 및 성능평가
1) 원발조직과 혈장의 Joint Call 방법 개발: 대부분의 암환자들은 치료 및 진단을 위해 원발조직의 수술 혹은 조직검사를 필수적으로 받음. 이 원발부위에서 시퀀싱된 데이터와 모니터링때 생산된 cfDNA의 데이터의 정보를 합쳐 구조변이를 찾는 아이디어를 구현할 계획 (Joint Call). 구체적으로, 원발조직의 WGS로 생산된 BAM과 cfDNA의 WGS로 생산된 BAM을 merge해서 구조변이를 검출하고, 각 구조변이들의 supporting reads들 중 cfDNA에서 유래한 read의 유무를 확인할 수 있는 파이프라인을 세팅할 계획임. 이 파이프라인을 통해서, cfDNA에서 purity가 낮아 구조변이를 지지하는 리드가 1개뿐이라 해도, 기존 원발부위의 정보와 합쳐져서 구조변이를 지지하는 리드를 확인할 수 있는 컨셉임. 이 과정에서 시퀀싱 노이즈로 인해 발생하는 위양성은 기존에 개발된 소프트웨어의 위양성 필터링 스텝 (high nucleotide diversity, mismatch consensus contig)을 이용해서 걸러낼 예정임.
2) 성능 평가를 위한 in-silico 시뮬레이션: 두 샘플의 cfDNA WGS으로 생산된 BAM을 다양한 비율로 mix하여 low-purity (<1%)를 시뮬레이션 함. 각 purity에서 섞여져 있는 germline 구조변이의 검출여부를 확인하여 개발된 기술의 limit of detection(LOD)를 측정.
나. 임상적 유용성 검증
1) 임상검체 확보: 본 연구자는 전일제 생물정보학 박사학위를 취득한 피부과 전문의임. 현재 대학병원 피부과 소속으로 연구를 위주로 하는 연구전담 포지션에 있음. 그러므로, 수술 대상자 중 적합한 환자를 스크리닝하여 검체를 직접 확보 가능함. 또한, 현재 공동연구를 진행하고 있는 호흡기내과, 이비인후과, 신경외과 등에서 적합한 암 검체의 확보가 가능함.
2) 기존 검사법과 성능 비교: 치료를 받은 시점으로부터 영상의학적 검사 상 재발이 확인되기까지의 기간과 혈장의 구조변이 분석을 통해 재발이 확인되기까지의 기간을 측정. 두 군의 재발 검출시까지의 기간의 차이를 Wilcox rank sum test를 통해 통계적으로 비교. 또한, digital PCR장비를 이용하여 샘플의 clonal mutation의 검출을 확인하여 재발이 확인되기까지의 기간을 측정해서 위와 동일한 통계방법으로 비교.