혈액 속을 떠도는 암세포를 잡을 수 있을까? 순환종양세포(CTC) 검사의 원리와 현주소

📌 이 글에서 알 수 있는 것
CTC가 얼마나 드물고, 어떻게 골라내는지(표지·크기·음성 고갈)
상피 표지로 잡는 방법이 왜 일부 암세포를 놓치는지
CTC 수가 보여 준 것: 예후, 그리고 치료를 바꾼 두 무작위 시험
AR-V7 같은 분자 분석과 CTC 클러스터, ctDNA와의 차이
미국 FDA와 한국에서 확인되는 것과 확인되지 않은 것

🔎 6편보다 한 걸음 더

진단 기초 시리즈 6편에서 CTC(순환종양세포, circulating tumor cell)를 “혈액을 걷는 사람 그 자체"에 비유했습니다. DNA 조각(ctDNA)과 달리 세포가 통째로 있어 DNA·RNA·단백질을 한 세포 안에서 함께 볼 수 있다는 것이 장점입니다. 이번 글은 그 세포를 실제로 어떻게 찾는지, 찾은 숫자가 진료를 얼마나 바꿨는지를 다룹니다.

🧮 얼마나 드문가

성인 혈액 1 µL에는 백혈구가 대략 4,000~10,000개 있습니다. 채혈관 한 개 분량인 7.5 mL라면 백혈구만 수천만 개입니다.

CTC는 그 안에 몇 개 있을까요? 호르몬수용체 양성·HER2 음성 전이성 유방암 환자를 대상으로 한 프랑스 시험에서, 가장 흔한 조직형(571명)의 치료 전 CTC 수 중앙값은 7.5 mL당 1개였습니다. 5개 이상인 환자는 31%였습니다¹. 다른 장비로 전이성 유방암 환자 202명의 혈액을 본 미국 FDA 심사 자료에서는, 세포 염색 슬라이드를 병리 전문가가 판독해 CTC가 1개라도 보인 사람이 15.8%였습니다(건강인 1.6%)². 장비와 판정 기준이 달라 두 숫자를 직접 비교할 수는 없지만, 이미 전이된 암에서도 “없거나 몇 개”가 흔하다는 점은 같습니다.

한 리뷰는 종양에서 많은 세포가 혈액으로 나오더라도 대부분 혈류의 물리적 힘과 면역 공격으로 곧 사라지고, 전이에 성공하는 비율은 매우 낮을 것으로 추정합니다³.

🧲 골라내는 세 가지 방법

① 표지 기반(양성 선택): 상피세포 표면 단백질 EpCAM에 붙는 항체를 자성 입자에 달아 끌어당깁니다. 대표 장비인 CellSearch(CTC를 세는 자동화 장비)는 붙잡은 세포 중 EpCAM·사이토케라틴 양성, 핵 염색(DAPI) 양성, 백혈구 표지 CD45 음성이면서 모양이 종양세포와 맞는 것을 셉니다⁴. 전용 보존 채혈관(CellSave)을 씁니다⁵.
② 크기·변형성 기반: 암세포가 대개 백혈구보다 크고 덜 말랑하다는 점을 이용해 좁은 틈에 걸리게 합니다. Parsortix PC1(미세유체 카세트로 세포를 거르는 장비)이 대표적입니다. 표지에 의존하지 않고 세포를 살아 있는 채 회수할 수 있지만, 백혈구만큼 작거나 부드러운 암세포는 빠져나갈 수 있고 백혈구도 섞입니다³.
③ 음성 고갈: 반대로 CD45 항체로 백혈구를 빼내고 남은 것을 봅니다. 표지나 크기에 덜 치우치지만 남는 혈구가 많아 순도가 낮습니다. 미세유체 칩(CTC-iChip 등)은 이런 방식을 크기 분리와 함께 쓰기도 합니다³.

🦎 EMT, 상피 표지가 사라지는 세포

암세포 일부는 상피-중간엽 전이(EMT, epithelial-mesenchymal transition)라는 변화를 겪습니다. 서로 단단히 붙어 있던 상피세포의 성질을 잃고, 움직이기 쉬운 중간엽세포처럼 바뀌는 과정입니다. 이때 EpCAM 같은 상피 표지가 줄어 EpCAM 기반 검사에서 검출률이 떨어집니다. 비소세포폐암에서는 EpCAM 음성 CTC가 양성보다 많았다는 보고도 있습니다⁶. 그래서 CellSearch의 “0개"는 “암세포가 없다"가 아니라 “이 방법으로 잡히는 세포가 없다”는 뜻에 가깝습니다. 크기 기반 방법은 이 문제를 줄이지만 대신 위의 약점이 있습니다. 어떤 방법도 모든 CTC를 잡지는 못합니다.

📊 CTC 수가 보여 준 것

예후는 분명했습니다. 2004년 전이성 유방암 연구에서 정한 기준 “7.5 mL당 5개 이상"은 짧은 생존과 연관됐습니다⁷. FDA가 허가한 CellSearch의 용도도 CTC 존재가 전이성 유방·대장·전립선암 환자의 무진행·전체생존 감소와 연관된다는 것, 그리고 다른 임상 방법과 함께 쓰는 경과 관찰의 보조입니다⁴.

그러나 높다고 약을 바꾸면? SWOG S0500 시험(2014)에서 첫 항암치료 3주 뒤에도 CTC가 높게 남은 123명을 무작위로 나눠 기존 항암제를 유지하거나 다른 항암제로 바꿨지만, 전체생존 중앙값은 바꾼 군 12.5개월, 유지한 군 10.7개월로 차이가 없었습니다(P=.98)⁸. 나쁜 예후를 알려 줘도, 바꿀 더 나은 약이 없으면 이득이 생기지 않습니다.

처음 약을 고를 때 쓰면? 2021년 발표된 STIC CTC 3상 시험은 질문을 바꿨습니다. 호르몬수용체 양성·HER2 음성 전이성 유방암의 1차 치료로 항암화학과 호르몬치료(내분비치료) 중 무엇을 쓸지를, 한쪽은 의사가, 다른 쪽은 CTC 수(5개 이상이면 항암화학)로 정했습니다⁹.

755명에서 무진행생존 중앙값은 CTC군 15.5개월, 의사 선택군 13.9개월로, 미리 정한 비열등성(더 나쁘지 않음) 기준을 충족했습니다⁹.
추적 중앙값 4.7년의 전체생존은 51.3개월 대 45.5개월이었지만 통계적으로 유의하지 않았습니다(P=.11)¹⁰.
의사는 호르몬치료를 권했지만 CTC가 높았던 189명(25.0%)에서는 항암화학이 사망 위험을 낮췄습니다(위험비 0.53)¹⁰. 다만 이는 하위군 분석이고, 모집이 2012~2016년에 이뤄져 지금의 1차 치료 환경과 다를 수 있습니다.
같은 시험의 탐색 분석에서는 소엽암에서 CTC가 더 많았고, CTC가 높아도 항암화학의 이득이 뚜렷하지 않았습니다¹. 하나의 기준값이 모든 조직형에 똑같이 들어맞지는 않는다는 뜻입니다.

반대로, 혈액 속 신호로 약을 일찍 바꾼 최근 사례는 ctDNA의 ESR1 변이를 본 SERENA-6입니다. “무엇을 보면 무엇을 바꿀지"가 정해져 있어야 검사가 결과를 바꿀 수 있습니다.

🔬 세는 것을 넘어: 분자 분석과 클러스터

AR-V7(전립선암): CTC에서 남성호르몬 수용체의 변형(AR-V7)을 보는 검사는, 엔잘루타마이드·아비라테론 치료 뒤 다음 남성호르몬 표적 치료를 쓸지 정하는 데 쓰도록 제안됐습니다. 미국 메디케어 일부 지역에서는 2019년 이 용도의 보험 적용 기준이 만들어졌습니다¹¹. 현재 유효 여부는 확인하지 못했습니다. 그러나 65명을 본 2022년 연구에서는 AR-V7이 독립적인 예후 인자가 아니었고, 저자들은 회의적으로 봐야 한다고 결론 내렸습니다¹². 근거는 아직 엇갈립니다.
단일세포 분석: CTC 하나하나의 유전체·전사체를 읽으면 원발 종양에는 없거나 일부만 겹치는 변화(HER2 상태, PIK3CA 변이 등)가 보이기도 합니다³. 대부분 연구 단계입니다.
CTC 클러스터: CTC가 여러 개 뭉친 덩어리는 전체 CTC 중 소수지만, 단일 CTC보다 전이 잠재력이 최대 100배 높다는 실험 연구들이 있습니다³. 진료용 검사로 쓰이지는 않습니다.

⚖️ CTC와 ctDNA, 무엇이 다른가

	CTC	ctDNA
보는 것	살아 있는(또는 온전한) 세포	죽은 세포에서 나온 DNA 조각
강점	한 세포의 DNA·RNA·단백질, 세포 모양·클러스터	변이 분석은 허가 검사가 여럿 있고 반복 채혈이 쉬움
진료 활용	진행암 예후(제한적)	동반진단(진단 기초 시리즈 22편), MRD(진단 기초 시리즈 5편)
실무 부담	전용 튜브·장비, 처리 시간 제한, 세포 판독 인력	혈장 분리·보존 튜브, 시퀀싱 비용

시료 처리도 중요합니다. Parsortix의 FDA 심사 자료에서는 EDTA 채혈관 혈액을 실온에 4시간 넘게 두면 함께 걸리는 유핵세포(대부분 백혈구)가 유의하게 늘었습니다. 같은 실험에서 암세포 회수율 자체는 72시간까지 크게 달라지지 않았습니다². 채혈 후 시간이 결과를 바꾸는 문제는 cfDNA 채혈관 글에서도 다뤘습니다. 액체생검 전체의 그림은 진단 기초 시리즈 1편을 참고하세요.

⚠️ 한계와 주의

방법이 다르면 숫자가 다릅니다. “5개"는 CellSearch·7.5 mL 기준입니다. 다른 장비의 CTC 수에 그대로 쓰면 안 됩니다.
음성은 ‘없음’이 아닙니다. 표지를 잃었거나 크기가 작은 세포는 놓칠 수 있습니다. 음성·양성 결과를 읽는 법은 진단 기초 시리즈 4편에 정리했습니다.
예후 표지 ≠ 치료 지침. SWOG S0500처럼 예후를 알아도 치료 변경이 생존으로 이어지지 않을 수 있습니다.
조기 발견 근거는 부족합니다. 이 글의 근거는 대부분 이미 전이된 암 환자에서 나왔습니다.

🏛️ 지금 어디까지 왔나

CellSearch: 2004년 1월 FDA De Novo(DEN040001)로 처음 허가됐고, 2007년 11월 대장암(K071729), 2008년 2월 전이성 거세저항성 전립선암(K073338)으로 적응증이 넓어졌습니다¹³. 2026년 11월 5일 FDA 데이터베이스 조회 기준, 이 분류(제품코드 NQI)의 510(k)은 모두 CellSearch 계열입니다.
Parsortix PC1: 2022년 5월 De Novo(DEN200062)로 ‘CTC 농축 장치’라는 새 분류가 생겼습니다. 허가 문구는 전이성 유방암 환자 혈액에서 CTC를 농축·회수해 다음 분석에 넘기는 장치이며, 다음 분석의 검증은 사용자 책임이고 장치 단독으로는 CTC를 세거나 특성을 분석하지 않아 진단·예후 주장이나 치료 결정 보조에 쓸 수 없다고 명시합니다².
가이드라인: 미국임상종양학회(ASCO)는 2022년 전이성 유방암 지침에서 치료 반응을 살피기 위한 ctDNA·CTC의 일상적 사용을 권고할 근거가 부족하다고 밝혔습니다¹⁴.
한국: 식약처가 허가한 CTC 체외진단 품목은 공식 자료로 확인하지 못했습니다. 건강보험 적용 여부도 확인하지 못했습니다.

🧪 연구자 노트 ① CTC 분석에서 가장 어려운 점은 어떤 마커를 기준으로 세포를 셀지입니다. 상피세포 표지(EpCAM·사이토케라틴)만으로는 상피 성질을 잃은(EMT) 암세포를 놓칠 수 있는데, 이를 보완할 기준은 아직 명확하지 않은 것 같습니다. ② 시료 처리도 쉽지 않습니다. 살아 있는 세포가 필요한 분석은 채혈부터 배송, 분석까지 짧은 시간 안에 끝내야 하고, CellSearch처럼 전용 채혈관과 처리 시한이 정해진 장비도 배송과 처리 여건이 맞지 않으면 제대로 활용하기 어렵습니다.

🙋 그래서 나에게는?

CTC 검사를 권유받았다면: 어떤 장비로, 결과가 어떤 결정(예후 설명인지, 치료 선택인지)에 쓰이는지 물어보세요.
숫자가 높게 나왔다면: 예후가 나쁠 수 있다는 신호이지 치료가 실패했다는 판정은 아닙니다. 영상·증상·다른 검사와 함께 의료진이 해석합니다.
암이 없는 사람의 ‘조기 발견용’ CTC 검사라면: 허가 여부와 임상 근거를 꼭 확인하세요.
결과만 보고 치료를 바꾸거나 중단하지 마세요. 약 변경은 담당 의사가 결정합니다.

⚠️ 이 글은 의학적 조언이 아닙니다. 검사 선택과 결과 해석, 치료 결정은 반드시 담당 의료진과 상의하세요.

❓ 자주 묻는 질문

Q. CTC가 0개면 전이가 없다는 뜻인가요? A. 아닙니다. 이미 전이된 환자도 7.5 mL에서 CTC가 안 잡히는 경우가 흔하고, 방법에 따라 놓치는 세포도 있습니다. 전이 여부는 영상검사 등으로 판단합니다.

Q. CTC와 ctDNA 중 무엇이 더 좋은 검사인가요? A. 목적이 다릅니다. 약 선택용 변이 검사와 재발 감시는 ctDNA 근거가 더 많고, CTC는 세포 단위 분석과 진행암 예후에서 연구가 쌓여 왔습니다.

Q. 한국에서도 받을 수 있나요? A. 식약처 허가 품목과 건강보험 적용은 확인하지 못했습니다. 진료 중이라면 담당 의사에게 필요성부터 물어보세요.

📚 진단 기초 시리즈

참고

Sandoval JL 외. Prognostic Significance and Predictive Value of Circulating Tumor Cells in Invasive Lobular Breast Carcinoma—An Exploratory Analysis of the STIC CTC Trial. Clin Cancer Res 2025;31:5178-87. doi:10.1158/1078-0432.CCR-25-0807 ↩︎ ↩︎
U.S. FDA. De Novo DEN200062, Parsortix PC1 System 결정 요약(2022.5.24), Indications for Use·표본 안정성·ANG-002 연구 — accessdata.fda.gov ↩︎ ↩︎ ↩︎
Ring A 외. Biology, vulnerabilities and clinical applications of circulating tumour cells. Nat Rev Cancer 2023;23:95-111. doi:10.1038/s41568-022-00536-4 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
U.S. FDA. 510(k) K073338, CellSearch Circulating Tumor Cell Kit 510(k) Summary(2008.2.26), Intended use — accessdata.fda.gov ↩︎ ↩︎
U.S. FDA. 510(k) K030596, Immunicon CellSave Preservative Tube(2003.8.8) — FDA 510(k) database ↩︎
Lin D 외. Circulating tumor cells: biology and clinical significance. Signal Transduct Target Ther 2021;6:404. doi:10.1038/s41392-021-00817-8 ↩︎
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 ↩︎
Bidard FC 외. Efficacy of Circulating Tumor Cell Count-Driven vs Clinician-Driven First-line Therapy Choice in Hormone Receptor-Positive, ERBB2-Negative Metastatic Breast Cancer: The STIC CTC Randomized Clinical Trial. JAMA Oncol 2021;7:34-41. doi:10.1001/jamaoncol.2020.5660 ↩︎ ↩︎
Bidard FC 외. Overall Survival With Circulating Tumor Cell Count-Driven Choice of Therapy in Advanced Breast Cancer: A Randomized Trial. J Clin Oncol 2024;42:383-9. doi:10.1200/JCO.23.00456 ↩︎ ↩︎
CMS Medicare Coverage Database. Response to Comments: MolDX: Oncotype DX AR-V7 Nucleus Detect for Men with Metastatic Castrate Resistant Prostate Cancer (MCRPC), A56257(Noridian, 2019.3.2 시행) — cms.gov ↩︎
Schlack K 외. Comparison of circulating tumor cells and AR-V7 as clinical biomarker in metastatic castration-resistant prostate cancer patients. Sci Rep 2022;12:11846. doi:10.1038/s41598-022-16094-6 ↩︎
U.S. FDA. De Novo DEN040001(2004.1.21, 21 CFR 866.6020, 제품코드 NQI); 510(k) K071729(2007.11.20), K073338(2008.2.26) (2026.11.5 openFDA 조회) — FDA De Novo database ↩︎
Henry NL 외. Biomarkers for Systemic Therapy in Metastatic Breast Cancer: ASCO Guideline Update. J Clin Oncol 2022;40:3205-21. doi:10.1200/JCO.22.01063 ↩︎