뇌종양 공격하는 새로운 면역 원리 찾았다…차세대 치료 전략 제시

(대전=뉴스1) 김종서 기자 = '기적의 항암제'로 불리는 면역관문억제제가 왜 일부 뇌종양에서는 효과를 내지 못하는지 그 이유를 풀 실마리가 나왔다.

한국과학기술원(KAIST)은 생명과학과 이흥규 교수 연구팀이 면역관문억제제의 일종인 '항-CTLA-4'가 종양과 연결된 종양 배수 림프절의 B 세포(항체를 만들어 면역반응을 돕는 세포)를 활성화해 뇌종양을 공격하는 새로운 면역 원리를 규명했다고 19일 밝혔다.

교모세포종은 수술과 방사선 치료를 받아도 재발이 잦고 예후가 매우 나쁜 대표적인 악성 뇌종양이다. 면역세포의 기능을 회복시켜 암을 공격하도록 하는 면역관문억제제는 다양한 암에서 뛰어난 치료 성과를 보여왔지만, 교모세포종에서는 암 주변의 강한 면역억제 환경 때문에 치료 효과가 제한적이었다.

그동안 연구자들은 T 세포(면역세포)를 면역관문억제제의 핵심 표적으로 여겨왔다. 반면 B 세포는 백신 접종 후 항체를 생성하는 세포로 잘 알려져 있었지만, 뇌종양 면역치료에서 어떤 역할을 하는지는 거의 밝혀지지 않았다. 연구팀은 항-CTLA-4가 T 세포뿐 아니라 B 세포에도 영향을 줄 가능성에 주목했다.

실험 결과는 기존의 통념을 뒤집었다. 마우스 교모세포종 모델에서 항-CTLA-4를 투여하자 종양 크기가 감소하고 생존율이 크게 향상됐다. 그러나 B 세포가 없는 마우스에서는 같은 치료를 해도 이러한 효과가 거의 나타나지 않았다. 이는 B 세포가 면역관문억제제의 치료 효과에 필수적인 역할을 한다는 사실을 의미한다.

연구팀은 B 세포가 활약하는 장소도 새롭게 밝혀냈다. B 세포 반응은 암세포가 있는 뇌가 아니라 뇌와 연결된 목 깊은 곳의 림프절인 '깊은 경부 림프절'에서 활발하게 증가했다.

특히 이 림프절에서는 항체 반응 형성에 중요한 배중심 B 세포와 여포 보조 T 세포 반응이 함께 증가했다. 이는 이후 면역글로불린 G(IgG·암세포를 표적으로 인식해 제거를 돕는 대표적인 항체) 반응 증가와 연결됐다.

생성된 IgG 항체는 뇌종양 세포 표면에 결합해 대식세포가 암세포를 더욱 효과적으로 제거하도록 돕는 것으로 나타났다.

연구팀은 이 과정도 생체 내에서 직접 확인했다. 붉은색 형광단백질(mCherry)과 녹색 형광단백질(EGFP)을 이용한 특수 뇌종양 모델을 활용해 면역관문억제제 치료 후 대식세포가 뇌종양 세포를 실제로 활발하게 제거하는 모습을 생체 내에서 관찰하는데 성공했다.

이번 연구는 B 세포 면역반응이 난치성 뇌종양 면역치료의 효과를 좌우하는 핵심 요소가 될 수 있음을 세계 최초로 기능적으로 입증했다는 점에서 의미가 크다고 연구팀은 설명했다.

이 교수는 "향후 뇌종양을 인식하는 항체의 표적을 규명하고 림프절 기반 B 세포 면역반응을 강화하는 기술을 개발한다면 난치성 교모세포종을 비롯한 다양한 암의 차세대 면역치료 전략으로 발전할 수 있을 것"이라고 말했다.

연구팀은 향후 사람 교모세포종에서도 같은 면역반응이 나타나는지, 어떤 병용 조건에서 치료 효과가 높아지는지에 대한 후속 검증을 이어갈 계획이다.

KAIST 의과학대학원 오지은 교수가 참여하고 생명과학과 김유민 박사후 연구원이 제 1저자로, 이 교수가 교신저자로 주도한 이번 연구 결과는 국제 학술지 '사이언스 이뮤놀로지(Science Immunology)'에 게재됐다.

연구는 한국연구재단 이공분야기초연구사업, 바이오의료기술개발사업, AI-네이티브첨단바이오자율실험실과제, 박사과정생연구장려금지원사업 및 삼성미래기술육성재단의 지원을 받아 수행됐다.

jongseo12@news1.kr