암 ‘백신’ 주사로 암세포 제거 97% 성공

- 스탠퍼드 대학 연구진, T 세포 활성화시켜 마우스 온몸 안세포 제거...림프종 환자 임상시험 계획

▲ 로날드 레비(Ronald Levy)(왼쪽)와 사기브-바르피(Sagiv-Barfi)는 2개의 백신을 고형 종양에 직접 주사하는 암 치료법을 연구했다. (사진자료: 스탠퍼드 대학)

스탠퍼드 대학 의과대학의 연구진이 최근 암에 걸린 마우스에 아주 미세한 양의 암 백신을 직접 주사, T세포를 활성화시켜 암세포를 97%나 제거한 놀라운 실험 성공률을 보였다.

이러한 방법은 자발적으로 발생하는 암을 포함한 다양한 종류의 암에 적용할 수 있다는 것을 이번 연구를 통해 밝혀냈다.

연구진은 “아주 적은양의 백신을 국소 투여하면 빠르게 치료하며, 비용 또한 기존 방법보다 상대적으로 저렴한 암 치료법이다. 그뿐만 아니라 암 치료 시 나타나는 부작용이 없다”고 말했다.

스탠퍼드 대학 종양학 교수인 로날드 레비(Ronald Levy) 박사는 “우리가 2가지 백신을 함께 주입했을 때, 온몸에서 종양이 사라지는 것을 확인했다”며, “이 면역제 치료법은 각 종양 특유의 면역 목표를 확인할 필요도 없고, 면역 체계의 광범위한 활성화나 각 환자의 면역세포 맞춤화가 필요 없다”라고 말했다.

현재 한 가지 백신은 이미 사람에게 사용하도록 승인되어 있으며, 다른 백신은 관련이 없는 여러 임상시험에서 사람에게 테스트 됐다. 1월부터는 림프종 환자에서 치료효과를 시험하기 위한 임상시험이 시작됐다.

레비 박사는 과학자들이 암과 싸우기 위해 면역 체계를 이용하려고 애쓰는 암 면역 치료 분야의 선구자다. 이번 연구는 사람에게 항암 치료제로 사용이 승인된 최초의 단일 클론 항체 중 하나인 리툭시 맵(rituximab)이 개발됐다. 이번 연구 결과는 1월 31일 국제의학학술지 ‘사이언스 트랜스레이셔녈 메디슨(Science Translational Medicine)’에 발표됐다.

▲ CpG는 CD4 T 세포에서 OX40의 발현을 유도한다. (사진자료: Science Translational Medicine)

어떤 면역 치료법들은 몸 전체에 걸쳐 면역 체계를 자극하는 것에 의존한다. 다른 이들은 면역 세포의 항암 활동을 제한하는 자연적으로 발생하는 체크 포인트를 목표로 삼고 있다. CAR-T세포 치료법과 같은 다른 것들은 최근에 몇몇 종류의 백혈병과 림프종을 치료하는 것으로 승인됐는데, 환자의 면역 세포를 몸에서 제거하고 종양 세포를 공격하도록 유전적으로 조작해야 한다. 이러한 접근법 대부분은 성공적이었지만, 각각의 접근 방식은 처리하기 어려운 부작용부터 고비용의 긴 준비 또는 치료 시간에 이르기까지 각각 단점이 있다.

레비 박사는 “이러한 면역치료의 발전은 의료 실무를 변화시키고 있다. 우리의 접근법은 아주 적은 양의 2개의 백신을 단 1회 사용해 종양 자체 내에서만 면역세포를 자극, 마우스 몸의 전체에서 종양을 제거하는 효과를 보았다”고 말했다.

암 환자들은 종종 면역체계에서 이상한 종류의 어정쩡한 상태에서 존재한다. T세포와 같은 면역세포는 암세포에 존재하는 비정상적인 단백질을 인식하고 종양을 공격한다. 그러나 종양이 자라면서 종종 T세포의 활동을 억제하는 경우가 많다.

하지만 레비 박사의 방법은 종양 부위에 직접 2가지 백신을 마이크로그램(1㎍=100만분의 1g)으로 주입해 암을 공격하는 T세포를 다시 활성화시키는 방법이다. 

먼저 두 백신 중 하나는 CpG 올리고 뉴클레오타이드라고 불리는 DNA의 짧은 가닥으로 T세포 표면의 OX40이라는 활성 수용체의 발현을 증폭시키기 위해 다른 근처의 면역세포와 작용한다. 다른 하나는 OX40에 결합하는 항체가 암세포를 공격할 때 T세포를 활성화하는 것이다. 종양에는 2개의 백신이 직접 주입되기 때문에 종양에 침투한 T세포만 활성화된다. 실제로, 이러한 T세포들은 암 전용 단백질만 인식할 수 있게 하려고 몸에 의해 ‘사전에 검진(presreened)’ 된다. 

놀랍게도 이렇게 활성화된 T세포는 원래의 암세포뿐만 아니라 다른 부위로 전이된 암세포까지도 찾아내 파괴한다.

▲ CpG와 anti-OX40 백신 접종은 자연적인 종양 모델에 있어 치료에 도움이 된다. (사진자료: Science Translational Medicine)

이 같은 스탠퍼드 대학 연구팀의 이 같은 백신 치료법은 림프종 종양이 있는 실험용 마우스에서 놀라울 정도로 치료됐다. 그동안 이 방법으로 90마리 중 87마리가 암으로 완치됐다. 3마리의 마우스에서 암이 재발했으나 두 번째 백신 주사 후 종양이 사라졌다. 

연구진은 유방암, 대장암, 흑색종 종양이 있는 마우스에서도 유사한 효과를 보았다. 유방암을 자발적으로 발현하도록 유전적으로 설계된 10마리의 마우스 모두 치료에 반응했다. 

연구팀은 “첫 번째 종양을 치료하는 것이 향후 종양 발생을 예방하고 동물들의 수명을 크게 늘렸다”고 밝혔다.

또한 사기브-바르피(Sagiv-Barfi) 박사는 두 종류의 종양을 마우스에 이식해 T 세포의 특이성을 탐구했다. 같은 림프종 세포를 두 곳에 이식했고 대장암 세포주를 세 번째 위치에 이식했다. 림프종 부위 중 한 곳을 치료할 때는 림프종 모두 사라졌지만, 대장암 세포의 성장에는 영향을 주지 않았다.

레비 박사는 “같은 종류 암세포만 찾아 파괴한다. T세포가 인식하고 있는 단백질이 어떤 단백질인지 확인할 필요 없이 특정 암세포만 공격한다”라고 말했다.

임상시험은 저등급 림프종 환자 약 15명을 모집할 계획이다. 현재 전 세계 국가별로 암 정복을 위한 프로젝트에 엄청난 비용을 쏟아 붓고 있는 상황에서 이 시험이 성공한다면, 암 치료에 획기적인 전기를 마련할 것으로 기대된다. 

[김들풀 기자  itnews@itnews.or.kr]