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피 속 RNA로 임신 합병증과 암을 미리 알 수 있을까? 세포 밖 RNA(cfRNA) 액체생검

12분 읽기

📌 이 글에서 알 수 있는 것

  • cfRNA가 cfDNA와 무엇이 다른지
  • 임신부 혈액 RNA로 전자간증·조산을 예측한 연구들의 숫자를 읽는 법
  • 암 진단 연구가 어디까지 왔고, 무엇이 아직 걸림돌인지

🧬 DNA는 설계도, RNA는 지금의 작업 지시서

혈액에는 세포가 죽거나 무언가를 내보내며 남긴 유전물질이 떠다닙니다. 지금까지 액체생검의 주인공은 DNA 조각, 즉 세포유리 DNA(cfDNA)였습니다(진단 기초 시리즈 6편, 발견의 역사는 cfDNA 70여 년 이야기).

DNA는 세포가 가진 유전자 목록입니다. 간세포든 태반세포든 거의 같은 설계도를 갖고 있습니다. 반면 RNA는 그 설계도 중 지금 실제로 켜진 유전자를 옮겨 적은 작업 지시서입니다. 그래서 혈액 속 세포 밖 RNA(cfRNA, cell-free RNA)를 읽으면 “어느 조직이 지금 무엇을 하고 있는지"를 엿볼 수 있습니다.

cfRNA에는 단백질 설계 정보를 담은 mRNA 조각뿐 아니라, 22개 염기 안팎의 짧은 조절 RNA인 마이크로RNA(miRNA) 등 여러 종류가 섞여 있습니다.

cfDNA와 cfRNA 비교 개념도: cfDNA는 세포가 가진 유전자 설계도의 조각, cfRNA는 지금 켜진 유전자의 흔적이다. 보호 없는 RNA는 혈장에서 15초 만에 99% 이상이 검출되지 않을 만큼 빨리 분해되지만 cfRNA 상당수는 단백질 복합체나 작은 소포 안에서 보호된다. 임신에서는 태반·태아 신호, 암에서는 암 조직 특이 유전자를 읽으려 하며, 처리 시간·혈소판 오염·용혈이 결과를 흔든다.
그림 1. cfDNA와 cfRNA의 차이와 cfRNA 검사의 주요 변수. 개념도이며 각 수치의 근거는 본문 각주에 있습니다.

🛡️ 금방 사라질 RNA가 어떻게 혈액에 남을까

RNA는 원래 쉽게 분해됩니다. 혈액에는 RNA를 자르는 효소(RNase)가 많아서, 홍콩중문대 연구진이 혈장에 보호 없는 RNA를 넣자 15초 만에 99% 이상이 검출되지 않았습니다1. 그런데 몸에서 나온 RNA는 이렇게 빨리 사라지지 않았습니다.

이유는 ‘포장’ 때문입니다. miRNA는 상당 부분이 단백질 복합체(Argonaute2라는 단백질)에 붙어 보호되고, 일부는 세포가 막으로 감싸 내보낸 작은 소포 안에 담겨 있었습니다2. 2008년 미국 연구진은 miRNA가 혈장에서 안정한 형태로 존재하고, 전립선암 환자와 건강인을 혈청 miR-141 수치로 구분할 수 있다고 보고해 miRNA 혈액검사 연구에 불을 붙였습니다3.

🤰 시작은 임신부 혈액이었습니다

1997년 엄마 혈액에서 태아 DNA가 발견된 뒤(진단 기초 시리즈 3편), 이 발견의 주역인 Dennis Lo 교수의 홍콩중문대 연구진은 2000년 엄마 혈장에서 태아 유래 RNA도 검출된다고 보고했습니다4. RNA는 태아·태반에서 어떤 유전자가 켜져 있는지를 보여 줄 수 있다는 점에서 기대를 모았습니다.

2014년 미국 스탠퍼드대 연구진은 시퀀싱으로 혈장 RNA 전체를 훑고, 특정 조직에서만 켜지는 유전자를 표지로 삼아 각 조직이 혈액 RNA에 얼마나 기여하는지 추정했습니다. 임신부를 임신 세 시기와 출산 후까지 따라가며 태반·태아 조직 신호의 변화를 추적했고, 알츠하이머병 환자 혈액에서는 신경 특이 RNA가 더 많았다고 보고했습니다5. 조직을 떼지 않고 몸속 장기의 유전자 활동을 본다는 cfRNA의 기본 아이디어가 이때 구체화됐습니다.

⏳ 조산을 미리 알 수 있을까

2018년 스탠퍼드대 연구진은 두 가지 소규모 연구를 냈습니다6.

  • 임신 주수 추정: 건강한 임신부 31명에서 cfRNA 9개로 임신 주수를 추정했고, 정확도는 초음파와 비슷했습니다.
  • 조산 예측: 조산 위험이 높은 임신부 38명(만삭 출산 23명, 조산 15명)에서 cfRNA 7개로 조산할 사람을 최대 2개월 전에 구분했습니다.

38명은 매우 작은 숫자입니다. 저자들도 더 크고 눈가림된 임상시험에서 검증이 필요하다고 밝혔습니다6. 조산 예측 cfRNA 검사는 아직 연구 단계입니다.

🩺 전자간증: 가장 많이 연구된 표적

전자간증(preeclampsia)은 임신 20주 이후 고혈압과 함께 여러 장기 손상이 생기는 병으로, 태반 이상이 출발점으로 여겨집니다. 위험이 높은 임신부는 저용량 아스피린 같은 예방 조치를 고려할 수 있어, 증상 전에 누가 위험한지 아는 것이 중요합니다.

연구대상·설계주요 결과
Rasmussen 2022 (Mirvie)72개 코호트에서 고른 전자간증 72명 vs 비전자간증 452명(환자-대조군), 16~27주 채혈7개 유전자. 민감도 75%에서 양성예측도 32.3%(연구 내 유병률 13.7%), AUC 0.82
Moufarrej 2022 (스탠퍼드)8199명 404검체, 5~16주 채혈18개 유전자. 발견 집단 AUC 0.99 → 독립 검증 집단 0.71~0.74
Elovitz 2025 (Mirvie)9전향 다기관 9,102명, 17~22주 채혈, 모델 잠금 후 검증 3,000명35세 이상·다른 고위험 요인 없는 403명: AUC 0.88, 태반 연관형 임신 고혈압 질환(주로 조산·중증으로 이어지는 유형) 음성예측도 99.7%, 양성예측도 8.9%
Castillo-Marco 2025 (스페인)10전향 코호트 9,586명 내 환자-대조군(조기발병 42, 만기발병 43, 대조 131)조기발병 외부검증 AUC 0.87(1삼분기), 만기발병 0.63~0.77

AUC는 1에 가까울수록 잘 구분하고 0.5는 동전 던지기 수준입니다. 네 연구는 대상, 채혈 시기, 예측하려는 결과(전체 전자간증인지 태반 연관형 임신 고혈압 질환인지)가 모두 달라 숫자를 서로 직접 비교할 수 없습니다.

숫자를 읽는 법 (진단 기초 시리즈 4편의 방법)

  • 양성예측도는 유병률에 따라 달라집니다. Rasmussen 연구의 32.3%는 전자간증이 13.7%나 되도록 환자와 대조군을 골라 모은 집단의 값이고, 교차검증(같은 데이터를 나눠 돌려 가며 시험)으로 얻은 내부 결과입니다. 논문 수치로 역산하면 특이도는 약 75%이고, 같은 성능에 유병률을 4%로 가정하면 양성예측도는 약 11%로 떨어집니다(필자 계산). 임신부 1,000명으로 풀면 전자간증이 생길 40명 중 30명이 양성, 생기지 않을 960명 중 약 240명도 양성이라, 양성 270명 중 실제 환자는 30명입니다.
  • 발견 집단의 성적은 부풀기 쉽습니다. Moufarrej 연구에서 AUC가 0.99에서 0.710.74로 떨어진 것은 모델을 만든 데이터에서 성적이 좋아 보이는 ‘과적합’을 보여 줍니다. 검증 집단마다 전자간증 검체는 528건에 불과했습니다8.
  • 가장 큰 전향 연구에서도 양성예측도는 낮습니다. Elovitz 연구의 고령 임신부에서 양성이 나온 사람 중 실제 태반 연관형 임신 고혈압 질환이 생긴 비율은 8.9%였습니다. 대신 음성이면 그런 일이 생기지 않을 가능성이 99.7%였습니다. 이 검사는 확진이 아니라 위험도 분류에 가깝습니다9.

흥미로운 점은 RNA가 전자간증을 성격이 다른 무리로 나눠 보인다는 것입니다. Elovitz 연구에서는 태반 유전자(PAPPA2 등) 신호가 강한 ‘태반 연관형’이 주로 중증·조산으로 이어지는 경우였고, 면역 유전자 신호가 강한 무리는 주로 만삭 전자간증과 임신성 고혈압이었습니다9. 스페인 연구에서도 조기발병형은 임신 초기부터 예측이 잘 됐지만 만기발병형은 임신 초기와 외부검증에서 성적이 낮았습니다10. 같은 ‘전자간증’이라도 검사가 잘 잡는 유형과 놓치는 유형이 다를 수 있다는 뜻입니다.

🎗️ 암: ‘평소엔 꺼져 있는 유전자’를 찾는 전략

암 진단에서 cfRNA의 장점은 같은 암세포라도 DNA보다 RNA가 훨씬 많을 수 있다는 점입니다. 많이 켜진 유전자는 세포 하나에 수많은 RNA 사본을 만들기 때문입니다.

  • GRAIL 연구(2021): 3기 유방암 46명, 3기 폐암 30명, 암이 없는 89명의 혈장 RNA를 분석했습니다. 알려진 유전자 57,820개 중 68%는 암이 없는 사람의 cfRNA에서 검출되지 않았고, 연구진은 이 ‘조용한’ 영역에서 암 환자에게만 반복해 보이는 조직·암 특이 유전자를 찾았습니다. 종양이 혈액으로 흘려보내는 양이 많을수록, 종양 조직에서 그 유전자가 많이 켜져 있을수록 혈액 신호도 강했습니다. 연구진은 종양에서 많이 켜진 유전자라면 ctDNA가 적게 나오는 환자에서도 검출을 보탤 수 있다고 해석했습니다11. 다만 이미 진단받은 3기 환자 연구입니다.
  • RARE-seq(2025): 스탠퍼드대 연구진은 cfRNA를 더 민감하게 잡는 방법을 만들었습니다. 이 과정에서 채혈 시 섞인 혈소판의 RNA가 결과를 크게 교란한다는 점을 확인하고 보정했습니다. 비소세포폐암에서 특이도 95% 기준으로 1기 30%(20명 중 6명), 2기 63%(8명 중 5명), 3기 67%(15명 중 10명), 4기 83%(96명 중 80명)를 검출했습니다12. 병기별 환자 수가 적고 이미 진단받은 환자를 모은 연구라, 검진 집단의 성적은 아직 모릅니다.

다른 액체생검 검사의 민감도와 비교할 때는 특이도 기준과 대상 집단이 같은지 먼저 확인해야 합니다. 같은 95% 특이도가 아니거나 병기 구성이 다르면 숫자를 나란히 놓을 수 없습니다.

miRNA 패널은 어떨까요? 2008년 이후 혈액 miRNA 몇 개를 묶어 암을 가려내려는 패널이 많이 보고됐습니다. 그러나 해석에 주의가 필요하다는 경고도 일찍 나왔습니다. 2012년 한 분석에서는 문헌에 보고된 고형암 혈중 miRNA 표지 79개 중 46개(58%)가 혈액세포에서도 많이 만들어지는 miRNA였습니다. 용혈(채혈 중 적혈구가 깨지는 것) 검체에서는 적혈구 miRNA가 20~30배 늘었고, 혈구 수와 용혈만으로 최대 50배까지 변했습니다13. 암 신호처럼 보인 차이가 실은 혈액 처리 상태의 차이일 수 있다는 경고입니다.

⚠️ 한계와 주의할 점

  • 채혈 후 처리가 결과를 바꿉니다. 혈청은 원심분리 전 혈액을 오래 두면 RNA 수치가 올라가 6시간 안에 처리하라는 권고가 나왔습니다1. 혈소판 오염12과 용혈13도 큰 변수입니다. 그래서 검사실마다 채혈 튜브, 처리 시간, 보관 조건을 엄격히 맞춰야 하고, 다른 조건에서 만든 기준값을 그대로 옮겨 쓰기 어렵습니다.
  • 대부분 환자-대조군 연구입니다. 병이 생긴 사람과 아닌 사람을 골라 비교하면 실제 검진 집단보다 성적이 좋게 나오기 쉽습니다. 전향 연구는 아직 적습니다.
  • 양성예측도가 낮습니다. 전자간증처럼 비교적 드문 결과를 예측하면 양성의 대부분은 실제로 병이 생기지 않습니다. 반대로 음성이 ‘절대 안전’을 뜻하지도 않습니다.
  • 결과를 바꾼다는 증거는 아직입니다. cfRNA 검사로 위험군을 골라 예방 조치를 했을 때 실제로 전자간증이나 조산이 줄었는지 보여 준 무작위 시험은 확인하지 못했습니다.
  • 회사 연구가 많습니다. 전자간증 대규모 연구 중 두 편은 검사 회사(Mirvie) 소속 연구자가 다수 참여했고, 스페인 연구도 일부 저자가 진단 회사 소속입니다.

🏛️ 지금 어디까지 왔나

  • 미국: Mirvie는 2025년 5월 전자간증 위험 검사 Encompass를 출시했다고 발표했습니다. 대상은 분만 시 35세 이상이면서 다른 고위험 조건이 없는 임신부, 채혈 시기는 18~22주이고, 뉴욕주는 제외됐습니다(회사 발표)14. 회사는 2023년 자사 검사실이 미국 임상검사실 인증(CLIA)을 받았다고 밝혔습니다(회사 발표)15. FDA 허가·승인을 받았다는 자료는 확인하지 못했습니다. FDA 허가 없이 인증 검사실에서 제공되는 검사실 자체 개발 검사(LDT)의 규제 구조는 LDT 규제 글에서 다뤘습니다(Encompass의 규제 경로는 회사 자료에서 확인하지 못했습니다).
  • 암: cfRNA 기반 암 검사로 FDA 허가·승인을 받은 사례는 확인하지 못했습니다. 연구 단계입니다.
  • 한국: 식약처 허가나 건강보험 적용을 받은 cfRNA 기반 임신 합병증·암 검사는 확인하지 못했습니다.

🧪 연구자 노트

cfRNA 연구에서 가장 까다로운 점은 RNA가 쉽게 분해되고, 채혈 뒤 혈구·혈소판에서 RNA가 새어 나와 신호가 바뀐다는 것입니다. 처리 시간과 용혈 관리가 결과를 좌우합니다.

임신 합병증처럼 유전자 변이가 아니라 조직의 ‘지금 상태’가 바뀌는 질환에서 cfRNA의 잠재력이 특히 크다고 봅니다. 다만 아직은 위험도를 나누는 단계입니다.

새 혈액 RNA 연구 결과를 볼 때 저는 환자군과 대조군의 시료 처리 조건이 같았는지, 독립된 코호트에서 다시 확인했는지를 먼저 봅니다.

🙋 그래서 나에게는?

  • 임신 중이라면: 전자간증 위험은 지금도 나이, 첫 임신 여부, 고혈압·당뇨 같은 병력, 혈압 측정으로 평가합니다. 혈액 RNA 검사는 이를 대신하지 않습니다. 정기 산전 진찰과 혈압 측정이 가장 중요합니다.
  • 두통, 시야 이상, 갑작스러운 부종, 명치 통증이 생기면 검사 결과와 상관없이 바로 진료를 받으세요.
  • 고위험 결과가 나왔다면 진단이 아니라 ‘더 주의해서 살펴보자’는 신호입니다. 아스피린 같은 약은 스스로 시작하지 말고 담당 의료진과 상의하세요.
  • 암 검사로서 cfRNA는 아직 연구 단계입니다. 권고된 암 검진을 대신할 수 없습니다.

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

❓ 자주 묻는 질문

Q. cfRNA 검사와 NIPT는 같은 건가요? A. 다릅니다. NIPT는 태반에서 온 DNA 조각을 세어 태아 염색체 이상 가능성을 봅니다. cfRNA 검사는 RNA로 태반과 엄마 몸의 유전자 활동을 읽어 전자간증 같은 합병증 위험을 가늠하려는 검사입니다.

Q. 음성이면 전자간증이 안 생기나요? A. 아닙니다. 가장 큰 연구에서도 음성예측도는 특정 대상(35세 이상, 다른 고위험 요인 없음)과 특정 결과(태반 연관형 임신 고혈압 질환)에 대한 값이었습니다9. 음성이어도 정기 진찰과 혈압 측정은 그대로 받아야 합니다.

Q. 엑소좀 검사와 cfRNA 검사는 같은 건가요? A. 겹치지만 같지 않습니다. 혈액 속 miRNA는 상당 부분이 단백질 복합체에, 일부는 작은 소포(엑소좀 등) 안에 있습니다2. cfRNA 검사는 보통 이를 구분하지 않고 혈장 RNA 전체를 봅니다.

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참고

  1. Tsui NB 외. Stability of endogenous and added RNA in blood specimens, serum, and plasma. Clin Chem 2002;48:1647-53. doi:10.1093/clinchem/48.10.1647 ↩︎ ↩︎

  2. Arroyo JD 외. Argonaute2 complexes carry a population of circulating microRNAs independent of vesicles in human plasma. Proc Natl Acad Sci U S A 2011;108:5003-8. doi:10.1073/pnas.1019055108 ↩︎ ↩︎

  3. Mitchell PS 외. Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection. Proc Natl Acad Sci U S A 2008;105:10513-8. doi:10.1073/pnas.0804549105 ↩︎

  4. Poon LL 외. Presence of fetal RNA in maternal plasma. Clin Chem 2000;46:1832-4. doi:10.1093/clinchem/46.11.1832 ↩︎

  5. Koh W 외. Noninvasive in vivo monitoring of tissue-specific global gene expression in humans. Proc Natl Acad Sci U S A 2014;111:7361-6. doi:10.1073/pnas.1405528111 ↩︎

  6. Ngo TTM 외. Noninvasive blood tests for fetal development predict gestational age and preterm delivery. Science 2018;360:1133-6. doi:10.1126/science.aar3819 ↩︎ ↩︎

  7. Rasmussen M 외. RNA profiles reveal signatures of future health and disease in pregnancy. Nature 2022;601:422-7. doi:10.1038/s41586-021-04249-w ↩︎

  8. Moufarrej MN 외. Early prediction of preeclampsia in pregnancy with cell-free RNA. Nature 2022;602:689-94. doi:10.1038/s41586-022-04410-z ↩︎ ↩︎

  9. Elovitz MA 외. Molecular subtyping of hypertensive disorders of pregnancy. Nat Commun 2025;16:2948. doi:10.1038/s41467-025-58157-y ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎

  10. Castillo-Marco N 외. Maternal plasma cell-free RNA as a predictor of early and late-onset preeclampsia throughout pregnancy. Nat Commun 2025;16:9208. doi:10.1038/s41467-025-64215-2 ↩︎ ↩︎

  11. Larson MH 외. A comprehensive characterization of the cell-free transcriptome reveals tissue- and subtype-specific biomarkers for cancer detection. Nat Commun 2021;12:2357. doi:10.1038/s41467-021-22444-1 ↩︎

  12. Nesselbush MC 외. An ultrasensitive method for detection of cell-free RNA. Nature 2025;641:759-68. doi:10.1038/s41586-025-08834-1 ↩︎ ↩︎

  13. Pritchard CC 외. Blood cell origin of circulating microRNAs: a cautionary note for cancer biomarker studies. Cancer Prev Res (Phila) 2012;5:492-7. doi:10.1158/1940-6207.CAPR-11-0370 ↩︎ ↩︎

  14. Mirvie. Introducing Encompass 보도자료 (2025.5.14, 회사 발표) — Mirvie ↩︎

  15. Mirvie. CLIA 인증 보도자료 (Business Wire, 2023.9.26, 회사 발표) — financialcontent.com 재게재본 ↩︎

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