- KAIST-성모병원, ‘ATRA’ 면역세포 말기 탈진 억제 원리 규명

- 면역세포 ‘기능 유지 스위치’ 활성화, 항암 공격력 유지 확인

이번 연구를 수행한 이흥규(왼쪽) KAIST 교수와 강인 박사후연구원.[KAIST 제공]
이번 연구를 수행한 이흥규(왼쪽) KAIST 교수와 강인 박사후연구원.[KAIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 치료가 어렵고 재발도 잦은 악성 뇌종양 ‘교모세포종’의 면역항암 치료 효과를 높일 새로운 가능성이 제시됐다.

KAIST는 생명과학과 이흥규 교수 연구팀이 서울성모병원·건양대학교 의과대학 공동연구진과 함께 활성형 비타민 A 대사체인 ‘올트랜스 레티노산(ATRA)’이 뇌종양 내 CD8 T세포의 ‘말기 탈진’을 억제하고 면역항암제인 항-PD-1의 치료 효과를 높일 수 있다는 사실을 규명했다고 8일 밝혔다.

교모세포종은 수술과 방사선, 항암치료를 받아도 재발이 잦은 대표적인 난치성 뇌종양이다. 면역항암제의 효과도 제한적이다. 종양에 침투한 면역세포가 암세포와 장기간 싸우면서 점차 공격 능력을 잃는 ‘면역세포 탈진’이 주요 원인으로 꼽힌다.

특히 암세포를 직접 공격하는 CD8 T세포가 ‘말기 탈진’에 빠지면 암세포를 죽이는 능력이 크게 떨어진다. 이 단계에서는 암세포가 면역세포에 거는 일종의 ‘브레이크’를 풀어주는 항-PD-1 치료도 제대로 효과를 내기 어렵다.

연구팀은 이미 탈진한 면역세포를 되살리는 대신 애초에 완전히 지치지 않도록 하는 방법에 주목했다. 그 해법으로 찾아낸 것이 비타민 A 유래 물질 ATRA다.

연구팀이 산소가 부족하고 암세포와 장기간 접촉하는 뇌종양 환경을 실험실에서 재현한 결과, ATRA에 노출된 CD8 T세포는 말기 탈진 상태로 진행하는 비율이 크게 낮아졌다.

항암 능력도 유지됐다. ATRA에 노출된 T세포는 인터루킨-2(IL-2), 인터페론 감마(IFN-γ), 종양괴사인자 알파(TNF-α) 등 암세포 공격에 필요한 면역 신호물질을 더 활발하게 만들어냈다.

이번 연구성과 모식도(AI 생성 이미지).[KAIST 제공]
이번 연구성과 모식도(AI 생성 이미지).[KAIST 제공]

생쥐 뇌종양 모델에서도 효과가 나타났다. ATRA를 투여하자 종양 내 CD8 T세포의 수와 기능이 향상됐고 종양 부담이 감소하면서 생존 기간도 늘었다.

특히 재발성 뇌종양에서 항-PD-1만 투여했을 때는 치료 효과가 제한적이었지만 ATRA를 함께 사용하자 종양 억제와 장기 생존 효과가 크게 향상됐다.

사람의 뇌종양 환자 데이터에서도 가능성을 확인했다. 레티노산 반응 관련 유전자 발현이 높은 환자군일수록 면역세포 탈진 정도가 낮고 생존 결과도 더 좋은 경향을 나타냈다.

다만 이번 연구는 실제 환자를 대상으로 ATRA의 치료 효과를 입증한 임상시험은 아니다. 실제 치료에 적용하려면 투여 방법과 적정 용량, 면역항암제와의 병용 효과 등을 확인하는 추가 연구가 필요하다.

이흥규 KAIST 교수는 “이번 연구 과정에서 도입한 재발성 뇌종양 모델은 추후 다른 뇌종양 치료 방법의 효용성을 검증하는 유용한 동물 모델로 활용할 수 있을 것”이라며 “향후 약물 검증, 면역치료제 효과 검증 등을 진행 시 본 재발성 뇌종양 모델을 활용함으로써, 더 임상적으로 가까운 결과를 도모할 수 있다”고 말했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 ‘신호전달 및 표적치료(Signal Transduction and Targeted Therapy)’에 지난달 26일 게재됐다.


nbgkoo@heraldcorp.com