cfDNA, ctDNA, CTC, 엑소좀은 뭐가 다를까? 혈액 속 질병의 흔적 한눈에 비교

📌 이 글에서 알 수 있는 것
cfDNA·ctDNA·CTC·세포외소포(EV, 엑소좀 포함)가 각각 무엇인지
각 흔적이 어디서 오고, 무엇을 알려 주는지
지금 실제 진료에서 쓰이는 검사와 아직 연구 중인 것
검사 이름을 들었을 때 무엇을 재는 검사인지 알아보는 법

🩸 한 문장으로 말하면

몸속 세포는 죽거나 활동하면서 혈액에 흔적을 남깁니다. 도시에 비유하면 cfDNA는 길에 떨어진 종잇조각, CTC는 길을 걷는 사람 그 자체, 엑소좀은 누군가 부친 소포입니다. 종잇조각은 가장 많고 모으기 쉽지만 정보가 잘게 찢겨 있습니다. 사람은 정보가 온전하지만 찾기가 아주 어렵습니다. 소포는 보낸 사람의 ‘현재 상태’를 담고 있을 수 있지만, 진짜 소포만 골라내기가 까다롭습니다.

혈액 속 질병의 흔적 네 가지: cfDNA는 DNA 조각으로 널리 사용, ctDNA는 암세포 유래 cfDNA로 널리 사용, CTC는 떠도는 암세포로 일부 사용, 세포외소포(엑소좀)는 막 주머니로 연구 단계 — 그림 1. 혈액 속 질병의 흔적 네 가지와 현재 진료 활용 정도.

🧬 cfDNA — 혈액 속을 떠다니는 DNA 조각

cfDNA(세포유리 DNA, cell-free DNA)는 주로 세포가 죽을 때(일부는 살아 있는 세포가 내보내기도 함) 흘러나와 혈액 속을 떠다니는 짧은 DNA 조각입니다. 혈장에 핵산이 있다는 사실은 1948년에 처음 보고됐습니다¹.

어디서 오나: 건강한 사람의 cfDNA는 대부분 혈액세포에서 옵니다. 메틸화 지도로 출처를 추정한 연구에서 백혈구 55%, 적혈구 전구세포 30%, 혈관내피세포 10%, 간세포 1%였습니다².
어떤 모양인가: DNA가 실패처럼 감긴 단위(뉴클레오솜) 하나에 해당하는 약 166염기쌍 길이가 가장 많습니다. 태반에서 온 DNA는 이보다 짧은 쪽(약 143염기쌍)이 상대적으로 많습니다³.
얼마나 머무나: 혈액에서 빠르게 사라집니다. 예를 들어 출산 후 태아 DNA의 평균 반감기는 16.3분이었습니다⁴. 이렇게 빨리 바뀌기 때문에 cfDNA는 ‘지금’ 몸에서 일어나는 일을 비교적 잘 반영합니다.

💬 cfDNA는 암 검사만을 위한 것이 아닙니다. 누구의 DNA가 섞여 있는지만 구분하면 다양한 진단에 씁니다.
엄마 혈액 속 태반 DNA → 산전 선별검사(NIPT) (3편)
이식받은 사람 혈액 속 기증자 DNA → 거부반응 감시
혈액 속 병원균 DNA → 감염 원인 찾기

🎯 ctDNA — cfDNA 중 암세포에서 온 것

ctDNA(순환종양 DNA, circulating tumor DNA)는 별개의 물질이 아니라 cfDNA 가운데 암세포에서 나온 부분입니다. 암세포만 가진 변이나 메틸화 패턴으로 정상 cfDNA와 구분합니다.

장점: 피 한 번 뽑아 종양의 유전자 변이를 볼 수 있고, 반복 검사로 치료 반응을 따라갈 수 있습니다. 대장암 환자 18명의 혈장 162개를 반복 측정한 연구에서 ctDNA 양이 수술과 항암치료에 따라 오르내리는 것을 보여 주었습니다⁵.
어려움 ① 양이 적다: 전체 cfDNA 가운데 암에서 온 비율을 종양분율(tumor fraction)이라고 합니다. 진행암에서는 높을 수 있지만, 초기암이나 수술 뒤에는 아주 낮은 경우가 많고, 암 종류에 따라 흘려보내는 양도 크게 다릅니다(1편 참고). 그래서 혈액검사 음성은 ‘변이 없음’이 아니라 ‘검출 한계 아래’라는 뜻일 수 있습니다.
어려움 ② 가짜 신호: 나이가 들면 일부 혈액줄기세포가 변이를 가진 채 늘어나는데(클론성 조혈, CHIP), 이 DNA가 cfDNA에 섞여 암 변이처럼 보일 수 있습니다⁶. 그래서 백혈구 DNA를 함께 검사해 걸러 내기도 합니다.

지금 어디까지 왔나 — 액체생검 가운데 가장 앞서 있습니다.

2016년 FDA는 혈장 cfDNA에서 폐암 EGFR 변이를 찾는 cobas EGFR Mutation Test v2를 표적치료제 선택용(동반진단)으로 처음 승인했습니다. 단, 혈액에서 변이가 안 보이면 조직검사로 다시 확인해야 합니다⁷.
2020년에는 수십~수백 개 유전자를 한 번에 보는 Guardant360 CDx와 FoundationOne Liquid CDx가 차례로 승인됐습니다⁸.
2024년에는 혈액 cfDNA로 대장암을 선별하는 Shield 검사가 45세 이상 평균 위험군의 1차 선별검사로 FDA 승인을 받았습니다. 대장암 민감도는 약 83%였지만 암 전 단계 병변(진행성 선종)은 약 13%만 잡아, 대장내시경을 대신하지는 못하며 양성이면 대장내시경을 받아야 합니다⁹.
수술 후 남은 암을 찾는 MRD 검사도 ctDNA를 씁니다. 다만 대부분 검사실 자체 개발 검사(LDT)이고, 결과로 치료를 바꿨을 때의 이득은 암 종류에 따라 엇갈립니다(5편).

🔬 CTC — 혈액 속을 떠도는 암세포 그 자체

CTC(순환종양세포, circulating tumor cell)는 종양에서 떨어져 나와 혈액을 떠도는 암세포입니다. 이 가운데 일부가 다른 장기에 자리 잡으면 전이가 생길 수 있어 오래전부터 주목받았습니다. 다만 대부분은 혈액 속에서 곧 죽고, 실제로 전이를 만드는 것은 극히 일부입니다.

장점: 세포가 통째로 있어 DNA, RNA, 단백질을 한 세포 안에서 함께 볼 수 있습니다. 연구 단계에서는 드물게 세포를 키워 약물 반응을 시험하기도 합니다.
어려움: 극히 드뭅니다. 혈액 1 mL에 든 수십억 개의 혈구 사이에서 단 몇 개를 찾아야 합니다. 대표 검사인 CellSearch는 혈액 7.5 mL에서 상피세포 표지(EpCAM)로 세포를 붙잡은 뒤, 사이토케라틴(cytokeratin) 양성이면서 백혈구 표지(CD45)는 음성인 세포를 셉니다¹⁰. 그래서 상피 표지를 잃어버린 암세포는 놓칠 수 있습니다.

지금 어디까지 왔나 — 일부 진행암의 예후 판단에 쓰입니다.

전이성 유방암 177명을 모은 연구에서, 기준값을 정하는 데 쓴 환자군(훈련 집단)의 경우 치료 전 CTC가 혈액 7.5 mL당 5개 이상인 환자는 무진행생존 기간 중앙값이 2.7개월로 5개 미만(7.0개월)보다 짧았고, 전체생존도 10.1개월 대 18개월 초과로 짧았습니다¹¹.
이 결과를 바탕으로 CellSearch는 2004년 전이성 유방암에서 FDA 허가(510(k) 클리어런스)를 받았고, 이후 전이성 대장암(2007)·전립선암(2008)으로 넓어졌습니다. 용도는 진단이 아니라 예후 판단과 경과 관찰의 보조입니다¹⁰.
하지만 예후를 아는 것과 치료를 바꿔 이득을 보는 것은 다릅니다. 전이성 유방암 595명이 참여한 SWOG S0500 시험에서, 항암치료 3주 뒤에도 CTC가 높게 남은 환자의 항암제를 일찍 바꿔도 전체생존은 나아지지 않았습니다(12.5개월 대 10.7개월)¹². 그래서 일상 진료에서 널리 쓰이지는 않습니다.
2022년에는 표면 표지 대신 세포 크기와 변형성으로 CTC를 걸러 내는 장비(Parsortix)가 전이성 유방암에서 FDA De Novo 허가를 받았습니다. 다만 세포를 ‘모으는’ 용도이고, 그 자체로 진단 기준을 제시하지는 않습니다¹³.

🫧 세포외소포(EV, 엑소좀 포함) — 세포가 보낸 작은 주머니

세포외소포(EV, extracellular vesicle)는 세포가 막으로 감싸서 내보내는 아주 작은 주머니로, 크기는 대개 수십~수백 나노미터입니다. 엑소좀은 그중 작은 쪽에 속하는 한 종류로, 안에 단백질, RNA, DNA 조각을 담고 있습니다. 혈액뿐 아니라 소변, 침, 뇌척수액에도 있습니다.

장점: 막이 내용물을 보호하고, 표면 단백질로 어느 세포가 보냈는지 추정할 수 있습니다. 죽은 세포뿐 아니라 살아 활동하는 세포의 상태도 반영할 것으로 기대되어 신경질환·대사질환 연구에서도 주목받습니다.
어려움: 크기와 성질이 비슷한 다른 입자(지질단백질 등)와 깔끔하게 분리하기 어렵고, 분리 방법에 따라 결과가 달라집니다. 국제세포외소포학회(ISEV)는 그래서 기원을 증명하기 어려우면 ‘엑소좀’ 대신 ‘세포외소포(EV)’나 ‘작은 세포외소포(small EV)’ 같은 넓은 용어를 쓰고, 분리·확인 방법을 자세히 보고하라고 권고합니다¹⁴.

지금 어디까지 왔나 — 대부분 연구 단계입니다.

소변 엑소좀 RNA로 전립선 생검이 필요한지 가늠하는 ExoDx Prostate 검사는 2019년 FDA 혁신의료기기로 지정됐고, 미국에서 검사실 자체 개발 검사(LDT)로 제공됩니다(2025년 9월 MDxHealth로 사업 이전)¹⁵. 2026년 11월 기준으로 FDA 허가·승인을 받은 세포외소포 기반 검사는 확인되지 않았습니다.

📊 네 가지 흔적 한눈에 비교

	cfDNA	ctDNA	CTC	세포외소포(EV)
정체	혈액 속 DNA 조각	cfDNA 중 암세포 유래	떠도는 암세포 자체	세포가 보낸 막 주머니
담긴 정보	변이, 메틸화, 조각 길이, 양	암 변이, 메틸화	DNA·RNA·단백질 (한 세포 안에)	단백질, RNA, DNA 조각
양	많음	적음 (초기 암일수록 매우 적음)	극히 적음	많음 (단, 비슷한 입자가 섞여 측정값이 방법마다 크게 다름)
암 외 용도	산전·이식·감염	없음	없음	신경·대사질환 등 (연구)
진료 활용	널리 사용 (NIPT 등)	널리 사용 (진행암 동반진단) / 확산 중 (MRD, 대장암 선별)	일부 (진행암 예후)	대부분 연구 단계

💬 이 네 가지만 있는 것은 아닙니다. 혈액에는 세포 밖을 떠다니는 RNA(cfRNA)도 있고, 가장 오래 써 온 단백질 표지자도 있습니다. 2편의 알츠하이머병 혈액검사(p-tau217)가 바로 단백질 검사입니다. 실제 진료에서 가장 많이 쓰는 혈액 속 흔적은 여전히 단백질입니다.

💬 용어 풀이
동반진단(CDx): 특정 약을 쓸 수 있는 환자를 고르는 검사. 약과 함께 허가받습니다.
반감기: 양이 절반으로 줄어드는 데 걸리는 시간.
LDT: 한 검사실이 자체 개발해 그 검사실에서만 시행하는 검사. 미국 FDA가 2024년 LDT까지 규제하려 했지만 2025년 법원 판결로 무산되어, 지금도 대부분 FDA 심사 없이 제공됩니다¹⁶. 2022년 FDA 공지 기준으로 미국의 NIPT는 모두 LDT였고, FDA 허가·승인을 받은 NIPT는 없었습니다¹⁷.
종양분율: 혈액 속 전체 cfDNA 가운데 암세포에서 온 DNA의 비율.

🙋 그래서 나에게는?

검사 이름에 “ctDNA”, “cfDNA”가 들어가면 혈액 속 DNA 조각을 보는 검사입니다. 가장 근거가 많습니다. “액체생검”은 더 넓은 말이라 무엇을 재는지 따로 확인하세요.
“CTC” 검사는 주로 이미 전이된 암의 예후를 보는 데 쓰입니다. 조기 발견용으로 홍보된다면 근거를 꼭 확인하세요.
“엑소좀”을 내세운 검사·건강상품은 대부분 연구 단계 기술입니다. 허가 여부와 임상 근거를 확인하는 것이 좋습니다.
어떤 흔적이든 음성이 곧 ‘병 없음’은 아닙니다. 흔적이 적게 나오는 병도 있기 때문입니다(4편에서 설명한 음성예측도를 함께 보세요).

⚠️ 이 글은 의학적 조언이 아닙니다. 검사 선택과 결과 해석은 담당 의료진과 상의하세요.

❓ 자주 묻는 질문

Q. 하나의 검사에서 네 가지를 다 보면 더 정확하지 않나요? A. 서로 다른 정보를 주기 때문에 함께 보면 도움이 될 수 있다는 연구가 있습니다. 하지만 각각 채혈 방법, 처리 시간, 분석 장비가 달라 한 번에 하기는 어렵고, 비용도 늘어납니다. 여러 신호를 합치는 ‘멀티오믹스’ 접근은 멀티오믹스 진단 글에서 자세히 다룹니다.

Q. 혈장과 혈청 중 무엇으로 검사하나요? A. cfDNA 검사는 보통 혈장을 씁니다. 혈액이 굳는 과정(혈청을 만드는 과정)에서 백혈구가 깨져 정상 DNA가 많이 섞이기 때문입니다. 그래서 채혈 튜브 종류와 채혈 후 처리 시간도 결과에 영향을 줍니다.

Q. 국내에서도 받을 수 있나요? A. 폐암 EGFR 혈액검사, NIPT 등 일부는 국내에서도 시행됩니다. 기관·비용·보험 적용은 따로 정리할 예정입니다.

📚 진단 기초 시리즈

참고

Mandel P, Métais P. Les acides nucléiques du plasma sanguin chez l’homme. C R Seances Soc Biol Fil 1948;142:241-3. PMID 18875018 ↩︎
Moss J 외. Comprehensive human cell-type methylation atlas reveals origins of circulating cell-free DNA in health and disease. Nat Commun 2018;9:5068. doi:10.1038/s41467-018-07466-6 ↩︎
Lo YMD 외. Maternal plasma DNA sequencing reveals the genome-wide genetic and mutational profile of the fetus. Sci Transl Med 2010;2:61ra91. doi:10.1126/scitranslmed.3001720 ↩︎
Lo YMD 외. Rapid clearance of fetal DNA from maternal plasma. Am J Hum Genet 1999;64:218-24. doi:10.1086/302205 ↩︎
Diehl F 외. Circulating mutant DNA to assess tumor dynamics. Nat Med 2008;14:985-90. doi:10.1038/nm.1789 ↩︎
Razavi P 외. High-intensity sequencing reveals the sources of plasma circulating cell-free DNA variants. Nat Med 2019;25:1928-37. doi:10.1038/s41591-019-0652-7 ↩︎
FDA, cobas EGFR Mutation Test v2 혈장 검체 승인 (2016.6.1) — ESMO 보도 ↩︎
FDA, Guardant360 CDx 승인 (2020.8.7) — ONS 보도; FoundationOne Liquid CDx 승인 (2020.8.26) — FDA ↩︎
FDA, Guardant Shield 대장암 선별 혈액검사 승인 (2024.7.29; ECLIPSE 연구 대장암 민감도 83.1%, 진행성 선종 13.2%) — ASCO Post, MedTech Dive ↩︎
CellSearch FDA 510(k) 클리어런스: 전이성 유방암(2004.1), 전이성 대장암(2007.11), 전이성 전립선암(2008.2) — Immunicon 보도자료(SEC 공시), Urology Times ↩︎ ↩︎
Cristofanilli M 외. Circulating tumor cells, disease progression, and survival in metastatic breast cancer. N Engl J Med 2004;351:781-91. doi:10.1056/NEJMoa040766 ↩︎
Smerage JB 외. Circulating tumor cells and response to chemotherapy in metastatic breast cancer: SWOG S0500. J Clin Oncol 2014;32:3483-9. doi:10.1200/JCO.2014.56.2561 ↩︎
FDA De Novo DEN200062, Parsortix PC1 (2022.5.24) — FDA 결정 요약 ↩︎
Welsh JA 외. Minimal information for studies of extracellular vesicles (MISEV2023): From basic to advanced approaches. J Extracell Vesicles 2024;13:e12404. doi:10.1002/jev2.12404 ↩︎
MDxHealth, Exosome Diagnostics(ExoDx) 인수 완료 (2025.9.15) — MDxHealth; ExoDx Prostate (IntelliScore) FDA 혁신의료기기 지정 (2019.6) — Bio-Techne 보도자료, Medicare 지역 보험 적용 결정 L37733 — BioSpace ↩︎
FDA LDT 최종규칙: 2025.3.31 텍사스 동부 연방지법 무효 판결(ACLA v. FDA), 2025년 하반기 FDA 공식 철회 — FDA Law Blog, CAP ↩︎
FDA Safety Communication, Genetic Non-Invasive Prenatal Screening Tests May Have False Results (2022.4.19) — FDA ↩︎