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뇌척수액으로 뇌종양을 읽을 수 있을까? 뇌척수액 액체생검의 현재

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📌 이 글에서 알 수 있는 것

  • 뇌종양에서 혈액 액체생검이 잘 안 되는 이유
  • 뇌척수액을 얻는 방법과 고려할 점
  • 신경교종·연수막 전이·소아 뇌종양에서 나온 주요 근거
  • 세포검사·MRI와 비교해 무엇을 더 보고, 무엇은 아직 못 하는지
  • 지침과 허가 현황(미국·한국)

🧱 왜 혈액으로는 잘 안 보일까

진단 기초 시리즈 1편에서 혈액 속 종양 DNA, 즉 ctDNA(순환종양 DNA)로 암을 읽는 원리를 소개했습니다. 그런데 뇌종양은 이 방법이 잘 통하지 않는 대표적인 암입니다.

뇌의 혈관 벽은 세포끼리 아주 촘촘히 붙어 있어 혈액과 뇌 사이의 물질 이동을 엄격히 막습니다. 이를 혈액뇌장벽(blood-brain barrier)이라고 합니다. 뇌를 지키는 장치지만, 종양 DNA가 혈액으로 넘어가는 것도 막는 것으로 여겨집니다. 여기에 혈장 cfDNA(세포유리 DNA)는 대부분 혈구에서 나오므로 소량의 종양 DNA는 더 묻히기 쉽습니다.

여러 암을 비교한 2014년 연구에서 ctDNA는 진행된 췌장암·대장암·유방암 등에서 75% 넘게 검출됐지만, 원발 뇌종양에서는 50%에 못 미쳤습니다1. 최근 연구도 비슷합니다. 스페인 4개 병원의 신경교종 전향 연구에서 주로 수술 중 얻은 뇌척수액으로 분석했더니 ctDNA는 32명 중 19명(59%)에서 잡혔지만, 혈장은 14검체 중 2개(14%)에서만 잡혔습니다2. 성인 신경교종 12개 연구(388명)를 묶은 2025년 메타분석에서도 검출률은 뇌척수액 82%, 혈장 16%였고3, 28개 연구(613명)를 묶은 2026년 메타분석의 통합 민감도는 뇌척수액 79%, 혈장 29%였습니다4. 다만 이 값들은 서로 다른 환자군과 검사법을 합친 것이라 하나의 검사 성능으로 읽으면 안 됩니다. 2025년 메타분석에서 IDH 변이가 없는 신경교종만 따로 보면, 검출률은 두개 내 채취 87%, 요추천자 73%였습니다. 통계적으로 뚜렷한 차이는 아니었고, 저자들은 두개 내 채취가 유리할 가능성을 전향 연구로 더 확인해야 한다고 밝혔습니다3.

뇌종양에서 떨어져 나온 DNA는 뇌척수액으로 많이 흘러가고, 혈액뇌장벽 때문에 혈액으로는 적게 넘어간다. 비교표: 뇌척수액은 요추천자·수술 중·뇌실 장치로 얻고 혈장은 채혈한다. 한 신경교종 전향 연구에서 ctDNA 검출은 주로 수술 중 얻은 뇌척수액 59%(19/32명), 혈장 14%(2/14검체). 연수막 전이에서 뇌척수액은 세포검사를 보완하는 연구가 있고, 혈액은 지침상 역할이 없다. 반복 검사는 뇌척수액이 부담이 크다.
그림 1. 뇌종양 DNA가 흘러가는 곳과 뇌척수액·혈장 검사의 차이. 검출률은 한 연구(2025, 뇌척수액은 주로 수술 중 채취)의 값입니다.

💧 뇌척수액은 무엇이고 어떻게 얻나

뇌척수액(cerebrospinal fluid, CSF)은 뇌와 척수를 감싸고 흐르는 맑은 액체입니다. 종양이 이 액체와 맞닿아 있으면 종양 DNA가 혈액보다 덜 희석된 채 담깁니다. 뇌척수액은 이미 뇌수막염 원인균 검사(진단 기초 시리즈 9편)나 신경 손상 지표 NfL 측정에도 쓰입니다.

얻는 방법은 크게 세 가지입니다.

  • 요추천자(허리천자): 허리뼈 사이로 가는 바늘을 넣어 뽑습니다. 가장 흔한 방법입니다.
  • 수술 중 채취: 종양 수술 때 직접 얻습니다.
  • 뇌실 장치: 머리 피부 밑에 심은 작은 주머니(오마야 저장소)나 뇌실 션트에서 반복해 뽑습니다.

요추천자는 흔한 시술이지만 두통 같은 불편이 생길 수 있고, 뇌압이 높은 환자에게는 위험할 수 있습니다. 2023년 유럽 지침(암이 뇌척수액과 뇌를 덮은 막으로 퍼진 연수막 전이 대상)은 뇌탈출 같은 위험을 피하려면 신경영상을 먼저 찍은 뒤 요추천자를 하라고 권합니다5. 뇌실 장치는 항암제 주입이나 수두증 치료를 위해 이미 심어 둔 환자에게만 해당하며, 심을 때 수술이 필요하고 감염·출혈 위험이 따릅니다. 수술 중 채취는 수술할 때 한 번만 가능해, 수술을 피하는 방법이 되지는 못합니다. 피 검사처럼 자주 반복하기는 어렵다는 점이 뇌척수액 검사의 기본 한계입니다.

🧠 신경교종: 수술 없이 종양 유전자를 볼 수 있을까

신경교종은 성인에게 가장 흔한 원발 악성 뇌종양입니다. 진단과 치료 선택에는 IDH 변이 같은 유전자 정보가 중요한데, 지금은 이를 얻으려면 뇌 수술로 조직을 떼야 합니다.

  • 2019년 원논문: 신경학적 증상 때문에 요추천자를 받은 신경교종 환자 85명 중 42명(49.4%)의 뇌척수액에서 종양 DNA가 나왔습니다. 종양 부담이 클수록 잘 잡혔고, 검출은 나쁜 경과와 연관됐습니다. IDH 변이처럼 초기에 생기는 변화는 조직과 모두 일치했고, 성장 신호 유전자는 시간이 지나며 바뀌었습니다6.
  • 2025년 전향 연구: 위의 스페인 연구에서 뇌척수액 양성 19명 중 16명(84%)은 조직과 같은 변이를 보였습니다. 양성 환자 가운데 변이를 가진 DNA 조각의 비율(VAF, 변이 대립유전자 빈도)이 중앙값 이상인 환자는 무진행생존과 전체생존이 더 짧았습니다2. 대상, 유전자 패널, 채취 방식(요추천자 vs 수술 중)이 달라 2019년의 49.4%와 직접 비교할 수는 없습니다.
  • 2025년 반복 채취 연구: 오마야 저장소나 션트로 성인 5명에게서 47검체를 얻었고, 87.2%에서 분석할 만큼 DNA가 나왔습니다. 항암방사선치료 뒤 종양 DNA가 줄었고, 영상에서 종양이 커진 것처럼 보이지만 실제 진행은 아닌 가성진행(주로 방사선치료 뒤에 나타남) 동안에도 줄었습니다. 저자들은 도입 전에 풀어야 할 질문이 많다고 밝혔습니다7.

🎯 연수막 전이: 세포검사를 보완할까

앞서 말한 연수막 전이는 폐암·유방암 등이 뇌와 척수를 덮은 막(연수막)과 뇌척수액으로 퍼진 상태입니다. 지금 기준 검사는 뇌척수액 속 암세포를 현미경으로 찾는 세포검사(cytology)인데, 2023년 지침이 인용한 대규모 코호트에서도 진단 시 암세포가 보인 비율은 60.5~83%였습니다5.

  • 2021년 연구: 유전체 전체를 얕게 읽어 염색체 조각의 늘고 줆을 보는 저심도 전장유전체 분석(low-pass WGS)으로, 세포검사로 이미 진단된 환자들의 추적 검체 43개를 분석했습니다. cfDNA 분석은 40개(93%), 세포검사는 31개(72%)를 양성으로 잡았습니다. 다만 연수막 전이가 의심되지 않던 뇌전이 환자 중 전이가 뇌척수액에 닿아 있던 3명은 세포검사는 음성, cfDNA는 모두 양성이었습니다. 연수막 전이가 없어도 양성이 나올 수 있다는 뜻입니다8.
  • 2023년 유럽 지침: 표적치료가 가능한 암에서는 분자 프로필을 위해 뇌척수액 유전체 분석을 고려할 수 있다고 했습니다. 동시에 세포검사 양성을 DNA 변이 검출로 대체할 근거는 아직 부족하고, 그 DNA가 연수막에서 왔는지 다른 전이에서 왔는지 불분명하다고 밝혔습니다. 혈액 액체생검은 현재 역할이 없다고 했습니다5.
  • 2025년 연구: 원발 종양 변이를 미리 알고 연수막 전이가 의심된 85명에서 민감도는 세포검사 82%, 뇌척수액 CTC(순환종양세포) 분석 93%, cfDNA 변이 분석 100%였습니다. 판정은 지침 기준에 6주 추적을 더해 내렸고, 대상의 62%는 EGFR 변이 폐암이었습니다. 연수막 전이가 아닌 것으로 판정된 25명 중 1명(4%)도 뇌척수액에 닿은 뇌전이 때문인지 양성이었지만, 활동성 뇌전이가 있던 다른 6명은 음성이었습니다9.

2021년 연구와 2025년 연구는 대상(이미 진단된 환자의 추적 검체 vs 변이를 아는 의심 환자)과 판정 기준이 달라 93%와 100%를 견주면 안 됩니다. 14개 연구(963명)를 묶은 2026년 메타분석에서는 처음 잰 뇌척수액 ctDNA 결과가 생존과 연관됐습니다. 다만 연관을 본 결과이고, 반복 측정 자료는 2개 연구 26명뿐입니다10. CTC 검사 자체는 진단 기초 시리즈 27편에서 다뤘습니다.

👶 소아 뇌종양: 재발 신호와 종양 분류

  • 2021년 수모세포종 연구: 소뇌에 생기며 소아에게 많은 악성 종양인 수모세포종 환자 123명에게서 요추천자로 얻은 뇌척수액 476검체를 저심도 전장유전체 분석으로 봤습니다. 종양에 특징적인 복제수 변이(CNV, 염색체 일부가 늘거나 준 것)로 남은 병, 즉 MRD(진단 기초 시리즈 5편)를 추적했습니다. 수술 뒤 보조치료를 시작하기 전 검체에서 MRD 검출은 전이 환자 85%(29/34), 국소 환자 54%(38/71)였고, 이 시점의 검출 여부는 예후와 관련이 없었습니다. 치료 종료 때 MRD 양성이면 진행 위험이 컸고(위험비 8.94), 영상에서 완전 반응을 보였다가 재발한 32명 중 16명은 재발 3개월 이상 전에 MRD가 먼저 나타났습니다(중앙 8.3개월)11.
  • 2024년 종양 분류 연구: 뇌척수액 cfDNA를 나노포어 시퀀싱(긴 DNA를 실시간으로 읽는 방식)으로 읽어 CNV와 DNA 메틸화 패턴을 봤습니다. 뇌종양은 종류마다 DNA 메틸화 무늬가 달라, 기준 데이터와 비교하면 종양 유형을 가를 수 있습니다. 99명의 129검체 중 110개가 분석에 성공했고, 50개에서 종양 DNA가 보였습니다. 메틸화 분석으로 종양 유형을 정확히 맞힌 것은 분석에 성공한 110개 중 22개, 틀린 것은 2개였습니다. 종양 DNA가 보인 50개 중 현미경으로 암세포가 보인 것은 5개뿐이었습니다12. 메틸화 진단의 원리는 진단 기초 시리즈 16편에 정리했습니다.
  • 2026년 소아 전향 연구: 소아 뇌종양 환자 120명의 뇌척수액 148검체에서 종양 DNA는 54%에서 잡혔습니다. 요추천자 검체는 45%, 수술 중이나 션트로 뇌실에서 얻은 검체는 65%였지만, 경로마다 환자가 달라 직접 비교는 어렵습니다. 진단 시 고등급 신경교종 검체는 판정이 모호한 1개를 빼면 모두 잡혔고, 저등급 신경교종은 50%였습니다. 재발과 2차 암을 가려낸 사례도 보고됐습니다13.

⚖️ 세포검사·MRI와 비교하면

뇌척수액 ctDNA세포검사MRI
보는 것종양 DNA의 변이·CNV·메틸화뇌척수액 속 암세포종양의 모양·위치
강점유전자 정보, 적은 세포로도 신호표준 기준, 양성이면 확진비침습, 위치와 크기
약점출처 불분명, 표준화 미흡민감도 한계, 반복 필요연수막 소견 비특이적5, 가성진행 구분 어려움

수모세포종 연구에서 같은 환자들의 치료 종료 시점 민감도는 MRD 64%, MRI와 세포검사를 합친 것 24%였습니다11. 한 연구, 한 종양의 값입니다.

⚠️ 한계와 주의

  • 음성은 ‘종양 없음’이 아닙니다. 2019년 신경교종 연구에서는 종양 부담이 클수록 잘 잡혔습니다6. 2021년 수모세포종 연구의 저심도 전장유전체 분석은 종양 DNA 비율이 약 10%보다 낮으면 넓은 복제수 변이를 놓칠 수 있었고, 복제수 변화가 없는 종양(134명 중 11명)은 처음부터 분석에서 뺐습니다11. 2025년 신경교종 연구에서는 32명 중 13명(41%)에서 종양 DNA가 잡히지 않았는데, 종양 크기나 뇌척수액 공간까지의 거리로는 이를 설명하지 못했습니다2.
  • 양성의 출처가 불분명할 수 있습니다. 뇌 속 전이가 뇌척수액에 닿아 있으면 연수막 전이가 없어도 양성이 나올 수 있습니다89.
  • 연구 규모가 작고 방법이 제각각입니다. 채취 위치, 양, 처리 시간, 분석법이 연구마다 다릅니다. 2022년 국제 RANO 작업반 리뷰도 채취·분석 표준화와 임상시험 검증이 필요하다고 결론 내렸고, 2025년 미국 BLOODPAC 컨소시엄은 채취·처리 과정에서 기록할 최소 항목을 제안했습니다1415.
  • 치료를 바꿔 결과가 좋아졌다는 근거는 아직 없습니다. 대부분 검출률과 예후의 연관을 본 연구입니다. 숫자 읽는 법은 진단 기초 시리즈 4편을 참고하세요.

🏛️ 지금 어디까지 왔나

  • RANO(2022): 국제 신경종양 반응평가 그룹의 작업반이 조직이 없을 때 진단, 수술 후 잔존병 확인, 진행과 가성진행 구분, 예후 예측을 가능한 용도로 제안했습니다. 진료 권고가 아니라 연구 방향 제안입니다14.
  • 유럽 지침(EANO·ESMO, 2023): 연수막 전이에서 표적치료 가능한 암이면 뇌척수액 유전체 분석을 고려할 수 있지만, 세포검사를 대체하지는 않습니다5.
  • 미국 NCCN(2026): 2026년 6월 중추신경계암 지침(2.2026판)이 뇌척수액 분자검사 대상을 넓혀, 조직검사가 어렵고 종양이 강하게 의심되는 고등급 신경교종·교모세포종(IDH 변이형 제외)에서도 진단 보조로 세포검사와 함께 뇌척수액 종양 DNA 검사를 고려할 수 있게 했다고 보도됐습니다. H3K27 변이 정중선 신경교종이 의심되면 진단과 치료 반응 평가에 이 검사를 고려해야 한다(should be considered)고 더 강하게 적었다고 합니다. 연수막 전이·수모세포종 등에는 이전 판부터 들어 있었습니다. NCCN 원문은 확인하지 못했고, 진단검사 회사 발표를 옮긴 보도 기준입니다16.
  • 미국 FDA: 2026년 11월 기준 뇌척수액 ctDNA 검사로 FDA 허가·승인을 받은 제품은 확인하지 못했습니다. 일부 검사실 자체 검사(LDT)로 제공된다는 회사 발표는 있습니다. LDT의 의미는 LDT 규제 글을 참고하세요.
  • 한국: 식약처 허가나 신의료기술 인정을 받은 뇌척수액 ctDNA 검사는 확인하지 못했습니다.

🧪 연구자 노트 ① 뇌척수액은 혈장보다 배경 DNA가 적어 종양 DNA의 비율은 높게 나올 수 있습니다. 하지만 전체 DNA 양이 적어 분석이 실패하거나 검출 한계가 올라가기 쉬우니, 음성 결과는 넣은 DNA 양과 검출 한계를 함께 놓고 읽습니다. ② 높은 검출률이 수술 중 채취나 뇌실 장치에서 나온 숫자라면, 수술 없이 하려는 요추천자 검사에 그 숫자를 그대로 기대하지 않습니다. 숫자를 보기 전에 채취 경로, 인원, 환자 기준인지 검체 기준인지를 먼저 봅니다. ③ 추적 검사로 쓴다면 매번 같은 경로로 얻은 뇌척수액끼리 비교해야 한다고 봅니다. 요추와 뇌실의 뇌척수액은 종양 DNA 양이 다를 수 있어, 경로가 바뀌면 값이 변한 것이 병 때문인지 알기 어렵습니다.

🙋 그래서 나에게는?

  • 뇌종양으로 진료 중이라면: 뇌척수액 검사가 필요한지, 결과가 어떤 결정에 쓰이는지 담당 의료진에게 물어보세요.
  • 이미 요추천자를 받는다면: 세포검사와 함께 유전자 분석을 할 수 있는지, 연구 참여가 가능한지 물어볼 수 있습니다.
  • 결과가 양성이든 음성이든: 영상·세포검사·증상과 함께 해석합니다. 이 결과만으로 치료를 바꾸거나 멈추지 마세요.

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

❓ 자주 묻는 질문

Q. 혈액 NfL 검사처럼 피로 뇌종양을 볼 수는 없나요? A. 혈액 NfL은 신경 손상의 정도를 알려 주지만 종양 유전자는 알려 주지 않습니다. 혈장 ctDNA는 뇌종양에서 잘 안 잡혀, 지금은 뇌척수액이 더 많이 연구됩니다.

Q. 뇌척수액 검사가 조직검사를 대신할 수 있나요? A. 아직은 아닙니다. 미국 NCCN 지침에 조직검사가 어려운 일부 뇌종양에서 보조 검사로 고려할 수 있다는 내용이 들어갔다고 보도됐지만, 종양 분류의 정확도는 더 큰 연구로 확인돼야 합니다.

Q. 한국에서도 받을 수 있나요? A. 허가나 신의료기술 인정을 받은 검사는 확인하지 못했습니다. 일부 병원의 연구로 시행될 수 있으니 담당 의사에게 문의하세요.

📚 진단 기초 시리즈

참고

  1. Bettegowda C 외. Detection of circulating tumor DNA in early- and late-stage human malignancies. Sci Transl Med 2014;6:224ra24. doi:10.1126/scitranslmed.3007094 ↩︎

  2. Cabezas-Camarero S 외. ctDNA detection in cerebrospinal fluid and plasma and mutational concordance with the primary tumor in a multicenter prospective study of patients with glioma. Ann Oncol 2025;36:660-72. doi:10.1016/j.annonc.2025.02.005 ↩︎ ↩︎ ↩︎

  3. Pérez-Alfayate R 외. Cerebrospinal fluid ctDNA as a diagnostic and prognostic tool in gliomas: a systematic review and meta-analysis. Front Oncol 2025;15:1714287. doi:10.3389/fonc.2025.1714287 ↩︎ ↩︎

  4. Amezquita-Contreras C 외. Circulating tumor DNA as a liquid biopsy for glioma detection in cerebrospinal fluid and plasma: A systematic review and meta-analysis. Neurooncol Adv 2026;8:vdag253. doi:10.1093/noajnl/vdag253 ↩︎

  5. Le Rhun E 외. Leptomeningeal metastasis from solid tumours: EANO-ESMO Clinical Practice Guideline for diagnosis, treatment and follow-up. ESMO Open 2023;8:101624. doi:10.1016/j.esmoop.2023.101624 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎

  6. Miller AM 외. Tracking tumour evolution in glioma through liquid biopsies of cerebrospinal fluid. Nature 2019;565:654-8. doi:10.1038/s41586-019-0882-3 ↩︎ ↩︎

  7. Riviere-Cazaux C 외. Longitudinal Glioma Monitoring via Cerebrospinal Fluid Cell-Free DNA. Clin Cancer Res 2025;31:881-9. doi:10.1158/1078-0432.CCR-24-1814 ↩︎

  8. White MD 외. Detection of Leptomeningeal Disease Using Cell-Free DNA From Cerebrospinal Fluid. JAMA Netw Open 2021;4:e2120040. doi:10.1001/jamanetworkopen.2021.20040 ↩︎ ↩︎

  9. van Linder BMH 외. Improving the diagnosis of leptomeningeal metastases by molecular profiling of cell-free DNA from cerebrospinal fluid. Eur J Cancer 2025;229:115783. doi:10.1016/j.ejca.2025.115783 ↩︎ ↩︎

  10. Sankar BS 외. Cerebrospinal fluid ctDNA as a prognostic and disease-activity biomarker in leptomeningeal metastases: systematic review, meta-analysis, and implications for CSF-guided care. J Neurooncol 2026;177:75. doi:10.1007/s11060-026-05520-8 ↩︎

  11. Liu APY 외. Serial assessment of measurable residual disease in medulloblastoma liquid biopsies. Cancer Cell 2021;39:1519-30.e4. doi:10.1016/j.ccell.2021.09.012 ↩︎ ↩︎ ↩︎

  12. Afflerbach AK 외. Classification of Brain Tumors by Nanopore Sequencing of Cell-Free DNA from Cerebrospinal Fluid. Clin Chem 2024;70:250-60. doi:10.1093/clinchem/hvad115 ↩︎

  13. Nobre L 외. Tumor-derived cell-free DNA detected in cerebrospinal fluid enables minimally invasive profiling of pediatric brain tumors. J Clin Invest 2026;136:e197391. doi:10.1172/jci197391 ↩︎

  14. Soffietti R 외. Liquid biopsy in gliomas: A RANO review and proposals for clinical applications. Neuro Oncol 2022;24:855-71. doi:10.1093/neuonc/noac004 ↩︎ ↩︎

  15. Bagley SJ 외. Minimum Technical Preanalytical, Patient, and Clinical Context Data Elements for Cerebrospinal Fluid Liquid Biopsy: Recommendations for Public Database Submissions. JCO Precis Oncol 2025;9:e2400921. doi:10.1200/PO-24-00921 ↩︎

  16. CancerNetwork. NCCN expands CSF molecular profiling recommendation to inoperable high-grade glioma. 2026년 6월 18일(Belay Diagnostics 발표 기반 보도). cancernetwork.com ↩︎

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