암세포 잡아먹는 면역시스템 활성화로

기존 항암 면역 치료의 한계를 극복한다

- 암세포를 박멸하는 면역세포를 활성화, 암세포만 인식하여 박멸

- 기존의 항암 치료제 사용 병행 가능, 차세대 항암 면역 치료로 활용 기대

 

최근 우리 몸의 면역 체계를 이용한 항암 면역치료가 임상에서 놀라운 효과를 보이면서 많은 의료진과 연구진에게 주목받고 있다. 하지만 기존의 항암 면역치료는 암의 복잡성으로 인해 평균 약 30% 미만의 환자에서만 효과를 보여 나머지 환자들이 치료 사각지대에 놓여있는 한계가 있다. 또한 항암 면역 치료제는 매우 고가로, 환자들의 의료비 부담이 사회적으로 큰 문제가 되고 있다. 국내 연구진이 암세포를 박멸하는 면역세포를 활성화시켜 암을 박멸하는 차세대 항암 면역 치료 전략을 개발하여 주목을 받고 있다.

 

김인산 박사

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 테라그노시스연구단 김인산 박사팀과 동국대 의학과 박승윤 교수팀은 공동연구를 통해 인체 면역 세포인 ‘수지상세포’를 효과적으로 활성화해 항암 면역을 극대화하는 치료 전략 개발에 성공했다. 이 항암 면역 치료전략은 체내의 이물이나 세균들을 먹어치우는 식세포를 활성화시켜 암세포를 효과적으로 잡아먹게 하고, 나아가 증폭된 면역반응으로 인해 암세포만 인식하는 세포를 활성화시킴으로써 암을 선택적으로 공격할 수 있게 하는 전략이다.

 

<그림 1> 수지상 세포 활성화를 통한 항암 면역치료 모식도 면역원성 세포사멸 유도할 수 있는 독소루비신과 수지상세포의 탐식능을 항진시킬 수 있는 ROCK inhibitor의 병합 요법으로 종양 치료 시 암에 특이적으로 반응할 수 있는 체내 면역반응을 지속적으로 일으킬 수 있음을 나타낸 모식도이다.

 

연구진은 식세포 내부의 암 전이를 촉진시키는 ‘Rho kinase(ROCK)’ 신호를 억제할 수 있는 억제제(ROCK inhibitor)를 사용하면 식세포의 암세포 탐식 능력이 항진된다는 것을 증명하였다. 또한 이러한 식세포의 활성은 중요한 항암 면역 세포(CD8+ T 세포)를 활성화시키게 되어 암을 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 규명하였다.

 

더 나아가 연구진은 암세포의 면역원성 사멸을 유도할 수 있는 기존 항암제인 ‘독소루비신’과 억제제(ROCK Inhibitor)를 함께 사용하면 암세포 특이적 항암 면역 효능이 극대화된다는 것을 규명하였다. 특히, 이 같은 항암 면역 치료 전략은 대장암, 흑색종 종양 실험 쥐 모델의 실험을 통해 성장한 암을 효과적으로 제거할 뿐만 아니라 암 성장을 억제하고, 암에 대한 면역력이 지속되어 2차 암에 대한 치료 효과까지 나타내는 것을 보였다.  

<그림 2> ROCK inhibitor 처리 시 식세포의 암세포 탐식 기능 항진 효과 Rho kinase inhibiton을 할 수 있는 ROCK inhibitor (Y27632) 처리 시 다양한 암세포에 대하여 대식세포, 수지상세포의 탐식 기능이 증가함을 확인하였다.

<그림 3> ROCK inhibitor의 종양 쥐 모델에서 항암 면역 효과 대장암, 흑색종 종양 쥐 모델에서 수지상세포의 탐식능을 항진시키는 ROCK inhibitor (Y27632) 혈관 주사를 통해 치료하였을 때 다른 대조군에 비해 암세포의 성장이 현저히 저해될 뿐 아니라 암 특이적인 T 세포 (CD8+ T cell) 면역 활성화됨을 확인하였다.

<그림 4> ROCK inhibitor와 독소루비신 병합 치료의 항암 면역 효과 유방암 종양 쥐 모델에서 ROCK inhibitor (Y27632)와 독소루비신 병합 치료 시 항암 면역 효과의 활성화로 인해 85% 이상 암이 완전히 사라지는 것을 확인하였고, 대조군에 비해 생존율을 증가시킴을 규명하였다.

KIST 김인산 박사는 “본 연구를 통해 인체가 원래 가지고 있는 면역시스템을 활성화시켜 인체의 면역세포로 하여금 암을 적으로 인식하게 함으로써, 암을 치료하는 ‘내재성 항암 백신’ 이라는 새로운 개념을 확립했다. 이는 기존 항암 면역 치료제의 한계를 극복할 수 있는 차세대 항암 면역 치료로 활용이 가능할 것으로 기대한다.” 라고 밝혔다.

 

본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)지원으로 한국연구재단 리더연구자 지원사업과 보건복지부 암정복추진연구 개발사업으로 이루어졌으며, 연구결과는 국제학술지인

‘Nature Communications’(IF : 12.124, JCR 분야 상위 3.906 %)에 최신호에 게재되었다.

 

 * (논문명) Combined Rho-kinase inhibition and immunogenic cell death triggers and

                propagates immunity against cancer
     - (제1저자) 한국과학기술연구원(KIST) 남기훈 (KU-KIST 융합대학원 박사과정)  

                      경북대학교 이은정 교수
     - (교신저자) 한국과학기술연구원(KIST) 김인산 박사(책임연구원)
                        동국대학교 의과대학 박승윤 교수

 

Posted by KIST PR

댓글을 달아 주세요

  1. 김진호 2018.06.19 18:44 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    10살 소아암 아들을둔 아빠입니다. 몇번의 재발과 전이로 한가닥 희망을 찾고있습니다.임상이라도 받아볼수있는 기회가있을까요? 도와주세요

  2. Favicon of http://kiststory.tistory.com BlogIcon KIST PR 2018.06.20 14:45 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    "안녕하세요, KISTory 블로그 관계자입니다. 정말 안타깝게도 임상실험의 경우에는 연구성과가 보도된지 몇년정도 지나야 행해지고 있고, 현재에는 연구성과만 밝혀진 상태이지 어떠한 기술이전도 체결된것이 없기 때문에 시간이 다소 걸릴 예정입니다. 답변 드릴 수 있는 내용에 한계가 있는 점 다시한번 죄송합니다.

 

테라그노시스연구단 김인산 박사

2015년 의학잡지인 뉴잉글랜드의학지에 충격적인 사실이 보고됐다. 41세 컬럼비아 남성이 너무나 쇠약해져 병원을 찾았다. 면역력이 극도로 떨어진 에이즈 환자인 그는 온몸에 암 덩어리가 퍼져 있었고, 조직검사상 암 진단이 확정됐지만 이 암은 이제껏 보지 못한 이상한 조직 소견을 보였다. 남성의 몸에서 자라고 있는 암세포는 사람의 것이 아니라 자기 몸에 기생하고 있는 촌충의 암세포였던 것이다.


"암도 전염이 될 수 있나요?" 물론 우리는 암세포는 전염이 되지 않는다는 것을 잘 알고 있다. 2016년 2월 22일 뉴욕타임스는 재미있는 기사를 내보냈다. 지구상에는 전염이 되는 암이 3종이 있다고 했다. 동물에서 관찰됐다는 것이다. 개, 타스메니안 데빌 그리고 조개에서 암이 한 개체에서 다른 개체로 전염이 된다는 것이다.

 

이상의 특별한 사례들에서 살펴봤듯이 암의 성장에는 면역시스템이 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있다. 면역은 모든 생명체가 자신을 방어하기 위해 갖춘 고도의 복잡한 시스템이다. 즉 외부의 침입자와 내부의 반역자들 공격에서 자신을 지켜 살아남기 위해 개발된 아주 오래되고 정밀한 시스템이다. 우리 인간의 면역체계 기원은 약 5억년 전부터 시작됐다고 할 수 있다. 이런 점을 고려해 볼 때 우리가 암을 상대할 때 `우리 면역시스템을 가동시키는 것보다 더 좋은 방법이 있을까`라는 질문을 던져볼 수 있다.

 

암세포는 친구일까, 아니면 적일까. 암세포는 우리 세포에서 유래한다는 사실은 누구나 인지하고 있다. 이런 관점에서 보면 암세포는 분명 친구다. 따라서 우리 면역시스템은 형제의 세포에는 면역 관용을 적용하여 적으로 인식하지 않으려는 경향이 있다. 아무리 강력한 면역시스템을 갖추고 있어도 암세포를 적으로 인식하지 못하면 항암전략으로는 무용지물이다. 하지만 여기에 아이러니가 있다. 암은 유전자 변이를 동반하는 질환이라는 것임을 우리는 잘 알고 있다. 암유전자 또는 암 억제 유전자 변이는 정상세포가 암세포가 되는 데 결정적인 역할을 한다. 하지만 면역치료 관점에서 보면 해로운 유전자 변이가 있어야 면역반응이 더 잘 일어나기 때문에 유전자 변이는 비록 암을 생기게 하는 불행한 일을 만들기도 하지만 한편으로는 면역치료가 잘되게 하는 좋은 역할을 하게 되는 것이다.

 

그럼 돌연변이가 생기면 왜 면역반응을 잘 일으키는 것인가. 유전자 돌연변이가 생기면 그 유전자 정보에 의해 만들어지는 단백질을 구성하는 아미노산의 변화를 초래하고 이는 당연히 정상 단백질과 구조 및 기능 차이를 나타내게 된다. 면역은 나와 나 아닌 것을 인식하는 것이라고 설명했다. 즉 자신의 단백질과 비록 약간의 차이가 나는 것이라도 예민하게 인식할 수 있다. 따라서 돌연변이가 많이 일어나 차이가 나는 단백질이 많이 만들어지면 우리 면역시스템은 그 차이를 보이는 세포를 선택적으로 인식할 수 있을 뿐 아니라 제거할 수 있게 되는 것이다.

 

버락 오바마 전 미국 대통령이 다시금 암과의 전쟁을 선포한 연유에는 이 면역체계를 이용한 항암전략이 성과를 보이기 시작했기 때문이다. 그러나 놀라운 성과에도 불구하고 항암 면역치료는 일부 암에서만 효과가 있고 그것도 약 30% 미만의 환자에서만 효과가 있다. 여전히 많은 암 환자들이 치료 사각지대에 놓여 있다. 희망의 빛은 보았지만 그 빛은 아직 너무 약하다.

 

[매일경제 바로가기]

 

Posted by KIST PR

댓글을 달아 주세요

 

 

테라그노시스연구단 김인산 박사

버락 오바마 전 미국 대통령은 2016년 국정연설에서 다시 한번 암과의 전쟁을 선포했다. 뇌종양으로 47세의 젊은 아들을 가슴에 묻은 당시 부통령인 조지프 바이든을 총책임자로 임명하는 감동적인 장면도 연출했다. 1971년 리처드 닉슨 전 대통령이 메리 라스크가 이끄는 암연구 그룹들의 요청을 받아들여 암과의 전쟁을 선포하는 법령에 서명한 이후 미국을 중심으로 인류는 놀라운 암치료 기술들을 개발하는 데 성공했다. 하지만 불행히도 우리는 암에 걸려 고통받는 사람들을 주변에서 점점 더 많이 보게 된다.


3명 중 1명을 넘어 2명 중 1명이 암에 걸리게 되었으니 이제 암은 남의 일이 아니라 곧 나의 일이 된 것이다. 우리는 자신이나 가까운 사람이 암에 걸리면 무척 놀라게 된다. 하지만 냉정하게 따져 보면 그리 놀랄 일이 못 된다. 한 개의 정자와 난자가 엄마의 자궁에서 수정해 하나의 세포가 된 다음 이분열하여 10개월이 지나면 수십조 개의 세포로 구성된 한 인간이 태어난다. 한 개의 세포가 짧은 기간에 이렇게나 많은 세포로 증식한다니 세포의 왕성한 증식력이 놀랍다. 이는 암세포의 특성이기도 하다.

 

이렇듯 왕성한 증식력의 잠재력을 지닌 세포 수십조 개가 서로 사이 좋게 얌전하게 그리고 조화롭게 살고 있다는 것은 경이로운 현상이 아닐 수 없다. 다시 말해 수십조 개의 세포가 암세포가 되지 않고 얌전하게 살고 있다는 사실을 생각해 보면 우리는 암이 생기는 것에 놀랄 것이 아니라 암이 생기지 않는 것에 놀라야 하는 것이다. 이제 100세 시대를 맞이하여 우리는 자신의 인생에 있어 암은 죽음과 같이 피할 수 없는 자연 현상이라는 불편한 진실을 받아들여야 한다. 하지만 암이 주는 고통과 공포가 너무 크다.

 

우리는 고혈압이나 당뇨병에 걸렸다고 하면 `지금부터 조심 해야겠네` 하고는 그다지 큰 걱정을 하지 않는다. 그저 혈압약이나 당뇨약을 복용하면 되고 당장 죽을 병도 아니니 말이다.

 

그렇다면 이런 질문도 가능할까? 항암 치료는 왜 고혈압 치료처럼 할 수 없을까? 고혈압보다 치료 과정이 조금은 고통스럽더라도 그래도 치료하면 당장 죽지는 않게 치료할 수는 없을까? 고혈압·당뇨병 등과 같은 만성질환 치료제는 우리 몸의 세포를 죽이는 것이 아니라 기능을 조절하는 것이다. 이와 반면에 암치료는 암세포를 죽여야 하는 것이 목적이다. 지금까지의 항암치료제는 환자가 견딜 수 있을 최대 용량을 투여하는 것이다. 그렇다 보니 정상세포마저 죽이게 되는 부작용이 필연적으로 발생해 환자들은 많은 고통을 호소하게 된다. 이렇게 고통스러운 치료에도 불구하고 암세포는 살아남는다. 암치료가 어려운 이유는 생존과 번식을 하고자 하는 생명체의 본질에 있다고 할 수 있다.

 

암세포 하나를 하나의 생명 개체로 바라보면 이해가 쉽다. 마치 미생물처럼 암세포도 끊임없이 분열하고 자신의 환경이 변화하면 돌연변이를 통해 그곳에 적응해 살아남기 위한 필사적인 노력을 한다. 항생제 개발과 여기에 저항하는 균과의 끊임없는 군비경쟁이 벌어지고 있는 것과 같이 항암제 개발과 여기에 맞서 싸우는 암세포와의 영원할 것 같은 전쟁이 벌어지고 있다고 생각하면 된다. 우리가 균을 영원히 정복할 수 없다고 받아들인다면 암 역시 정복의 대상이 아니라 공존의 대상으로 생각해야 하는 패러다임의 변화를 가져야 하는 것 아닐까.

 

우리는 또 하나의 불편한 사실을 받아들여야 한다.

 

 한번 암에 걸려 완치된 사람은 암에 한 번도 걸리지 않은 사람보다 다시 암에 걸릴 확률이 두세 배나 높다. 이는 암 완치 기술이 개발되면 될수록 사람이 오래 살게 되고 이는 다시 암에 걸릴 확률이 높은 사람들의 수가 증가한다. 결국 암치료 기술을 개발하면 할수록 암환자는 줄어들기보다 오히려 늘어날 것이라는 논리적 모순을 낳게 된다. 우리 몸의 모든 세포가 암세포가 될 수 있는 내재적 잠재력을 가지고 있음을 고려해 볼 때 우리는 살아 있는 한 자신을 살아 있게 하는 정상세포뿐 아니라 비뚤어진 세포와도 타협할 수밖에 없다는 운명적 사실을 인식해야 할 것이다.

 

[매일경제 바로가기]

 

Posted by KIST PR

댓글을 달아 주세요