폐암 면역치료 새 전략 찾았다…면역항암 막는 핵심인자 최초로 발견

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 DDX54를 억제하면서 면역관문치료제를 동시에 투여할 경우, 면역세포가 암조직 내로 더 잘 스며들어 항암 면역반응이 강화된다. ‘면역활성화’ 환경으로 전환되는 과정을 표현한 연구 모식도. 카이스트 제공

면역세포 습윤 막는 핵심 인자 최초 발견
조절 통해 면역항암치료 효과 크게 개선

면역항암치료의 방해물과 이를 개선하는 방법을 국내 연구진이 최초로 발견했다. 향후 면역항암치료의 효과를 끌어올려 폐암 치료의 새 길을 열 수 있을 것으로 기대된다.

카이스트는 조광현 바이오및뇌공학과 교수 연구팀이 폐암세포의 면역회피능력을 결정짓는 핵심 인자와 면역항암치료 효과 개선 방법을 입증했다고 8일 밝혔다.

면역관문억제제는 우리 몸의 면역세포가 암세포를 더 잘 공격할 수 있게 돕는 역할을 한다. 면역세포를 활성화해 암을 치료하는 면역항암치료는 암 치료의 획기적인 도약을 불러왔으나, 실제로 암 치료에 유효하게 반응하는 환자는 전체의 20% 미만에 그쳐 새 치료 전략이 필요한 상황이었다. 최근엔 반응 가능성이 높은 환자를 선별하기 위해 ‘종양돌연변이부담’(TMB)이 주요 지표로 쓰이고 있으나, 폐암 등 ‘면역사막’ 형태의 암은 TMB가 높아도 면역세포가 암세포에 잘 침투하지 못해 면역항암치료 반응이 낮은 것으로 알려져 있다.

연구팀은 폐암 환자의 전사체 및 유전체 데이터로부터 유전자 조절네트워크를 추론하고 이를 분석했다. 이를 통해 폐암세포가 면역회피능력을 갖게 되는 핵심 조절인자 ‘DDX54’를 찾아냈다. 이어진 동물실험에서 폐암에 걸린 쥐의 DDX54를 억제한 결과, T세포·NK세포 등 항암 면역세포가 조직에 더 잘 스며들어 면역항암치료 반응성도 높아진다는 것을 확인했다. 아울러 세포 수준에서 유전자 발현을 분석한 결과, DDX54를 제어해 치료할 경우 면역항암치료에서 암 억제 효과를 가지는 T세포와 기억 T세포의 분화를 촉진하는 등 면역항암치료 효과를 크게 키울 수 있다는 사실도 확인했다.

이는 발굴된 DDX54를 억제할 경우 폐암세포의 신호 전달 경로를 방해하고, 암세포가 면역을 피할 수 있도록 돕는 단백질 발현을 억제하기 때문으로 분석됐다. 동시에 암 발달을 촉진하는 순환 단핵구가 세포에 스며드는 것을 막으면서 항암 기능을 수행하는 M1 대식세포의 분화도 유도된다는 설명이다.

조광현 교수는 "폐암세포가 면역회피능력을 획득하게 하는 핵심조절인자를 처음으로 찾아내 이를 제어함으로써 면역회피능을 되돌려 면역항암치료에 반응하지 않던 암의 반응을 유도해 낼 수 있는 새로운 치료전략을 개발한 것"이라고 말했다.

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 이번 연구에 참여한 이정은 카이스트 바이오및뇌공학과 석사(왼쪽), 조광현 교수(가운데), 공정렬 박사(오른쪽). 카이스트 제공

과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 이번 연구에는 공정렬 카이스트 박사, 이정은 연구원, 한영현 박사가 참여했다. 연구 결과는 미국 국립과학원에서 출간하는 국제 저널 ‘미국국립과학원회보’에 게재됐다. 카이스트는 이번에 개발된 기술을 바탕으로 실제 면역항암치료제의 동반치료제가 개발 중이며 2028년 임상 진행 예정이라고도 밝혔다.

구혁 기자