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(왼쪽부터) 울산의대 서울아산병원 미생물학교실 진준오 교수, 김소정 연구원

암 치료법의 발전으로 완치율은 꾸준히 높아지고 있지만 다른 장기로 퍼진 전이암은 형질 변환이 빈번해 치료방법이 제한적이고 치료 효과도 적어 생존율이 낮다. 이러한 한계로 인해 종양의 이질성에 영향을 덜 받으면서도 환자 맞춤형으로 전이암을 표적할 수 있는 새로운 치료법의 필요성이 제기돼 왔다.

울산의대 서울아산병원 미생물학교실 진준오 교수·김소정 연구원은 수술로 제거한 암 조직으로 생성한 세포사멸체에 면역증강제를 삽입해 체내 남아있는 전이암을 효과적으로 치료하는 면역원성 세포사멸체(이하 iABs · Immunogenic Apoptotic Bodies)를 개발했다고 최근 밝혔다.

두 개의 종양을 지닌 전이암 생쥐 모델에서 한 쪽 종양을 수술로 제거하고 이를 활용해 iABs를 제작한 후 체내에 투여한 결과, 면역 반응의 핵심 역할을 하는 수지상 세포가 활성화되고 종양 항원에 특이적인 면역 활성이 유도되어 남아 있던 전이암의 성장을 효과적으로 억제할 수 있음을 확인했다.

이번 연구는 환자 개별 종양에서 직접 유래한 항원을 활용해 치료제를 개발했다는 점에서 의의가 있다. 암과 환자마다 다른 종양 특성을 반영할 수 있어 종양 이질성 문제를 극복할 수 있었으며 복잡한 항원 탐색 과정 없이 맞춤형 면역치료를 적용할 수 있는 가능성을 제시했다.

이번 연구는 암 연구 및 종양학 분야에서 저명한 국제 학술지 '캔서 커뮤니케이션스(Cancer Communications, 피인용지수 24.9)'에 최근 게재됐다.

면역치료는 수지상 세포라는 면역세포가 암 항원을 인식해 종양을 선택적으로 제거할 수 있게끔 유도하는 치료법이다. 수지상세포는 암 항원을 면역세포에 전달해 면역 반응을 시작하는 핵심적인 역할을 한다.

그러나 전이암에서는 충분한 면역 반응이 유도되지 않아 치료 실패로 이어지는 경우가 많았고 면역 이상 반응과 같은 부작용도 발생해 새로운 면역치료법에 대한 연구가 필요한 상황이었다.

최근 면역세포를 통해 세포자멸사를 유도하는 치료법이 주목받고 있다. 암세포가 죽는 과정에서 생성되는 세포사멸체는 암세포에서 유래한 풍부한 암 항원을 포함하고 있어 암을 표적화하는 치료 소재로 연구돼 왔다. 하지만 기존의  세포사멸체는 특정 면역세포에 선택적으로 전달하는 데 어려움이 있었으며 면역억제 물질을 유도한다는 한계가 있었다.

진준오 연구팀은 이를 극복하기 위해 수술로 절제된 원발 종양에서 암세포사멸체를 추출한 뒤 수지상세포 활성화를 유도하는 면역증강제(이하 MPLA · Monophosphoryl lipid A)를 삽입해 iABs를 개발했다. 이를 통해 면역 반응은 강화하고 면역 억제 가능성을 최소화하고자 했다.

연구팀은 전이암이나 잔존 암 환자와 유사한 조건을 재현하기 위해 전이성이 강한 유방암, 대장암, 흑색종을 각각 이식해 한 개체에 두 개의 종양을 지닌 생쥐 모델을 구축했다. 이후 한쪽 종양은 수술적으로 제거하고 절제된 종양으로부터 iABs를 제작했다. 이후 일정 시간이 지난 뒤 반대편에 남아있는 종양에 주사를 투여해 치료 효과를 분석했다.

그 결과 iAB를 투여한 생쥐 모델에서 수지상 세포로부터 시작되는 항원 특이적 T 세포 활성이 유도되어 남아있던 종양을 선택적으로 공격하는 것으로 확인됐다. 유방암, 대장암, 흑색종 등 모든 전이암 모델에서 잔여 종양의 크기가 현저히 줄어들며 성장이 억제됐고 일부 모델에서는 암이 완전히 사라지는 완전 관해가 관찰됐다.

치료 기전을 확인하기 위해 면역세포 반응을 분석한 결과, iAB 치료를 받은 생쥐 모델에서 분리한 세포 독성 T 림프구는 해당 종양을 항원 특이적으로 인식해 짧은 시간 내에 빠르게 공격하는 것으로 확인됐다. 간 독성이나 전신 염증 반응과 같은 뚜렷한 부작용 또한 관찰되지 않았다.

진준오 울산의대 서울아산병원 미생물학교실 교수는 "이번 연구는 수술로 제거한 종양을 치료 자원으로 활용해 면역 적합성이 높은 치료제를 개발했다는 점에서 의미가 있다. 유방암, 대장암, 흑색종 등 서로 다른 전이암 모델에서 일관된 치료 효과를 보여줬기 때문에 전이암 면역치료제 연구 개발에 단초가 될 것으로 기대된다"고 말했다.

이번 연구는 울산의대 기초연구실 · 나노 및 소재 기술개발사업의 지원으로 수행됐다.