산소 없이 생존하는 박테리아 주입, 종양 줄고 면역체계 강화시켜
박테리아는 일반적으로 친구라기보다는 적으로 간주하지만 선구적인 연구의 결과가 확인된다면 그게 바뀔 수가 있다.

BioMed Valley Discoveries란 생물공학 회사의 암 연구가인 소라브 사하의 주도하에 시행된 연구에서 흔한 박테리아의 일종으로 산소가 없어도 생존하는 '클로스트라듐 노비'를 개와 한 사람의 종양에 막바로 주입해보니 종양이 줄어들거나 제거되고 면역체계가 강화되어 종양세포를 최고 2년간이나 표적으로 삼는 듯한 것을 발견했다고 한다.

암의 경우 완치란 단어를 흔히 사용하지 않는데, 우리는 겸손해야 할 필요가 있기 때문이라고 사하는 말했다. 그러나 우리가 개를 치료해보니 완치가 되었고 그로 인해 정말로 고무되었다고 그는 부언했다.

암과 싸우는 데 있어서 박테리아가 소중한 동맹군이 될 수 있을지도 모른다는 사실이 등장한 것은 100년도 더 된다. 당시에 정형외과 의사인 윌리엄 콜리는 박테리아에 심하게 감염된 암환자들 중에 암이 사라지는 경우가 있는 것을 발견했었다. 콜리는 화농성 연쇄상 구균을 이용해서 암을 치료하기 시작했지만 충분하고 확실한 반응을 얻을 수가 없었다. 그 박테리아가 항종양 반응보다 더 유독한 반응을 보이기도 했다.

그러나, 루드윅 암 유전학 및 치료학 센터 소장인 버트 보겔스틴 박사가 이끄는 존스홉킨스 대학 연구진이 최근 수십 년 동안 그 아이디어를 되살려 박테리아의 데이터베이스를 샅샅이 뒤져서 저산소 환경에서 번창하고 또 감염되어도 고열과 염증 같은 나쁜 반응을 거의 유발하지 않는 특징을 제대로 갖춘 박테리아를 찾아내려고 했다. 독소를 생산하는 주요한 유전자를 제거하면 '클로스트라듐 노비'가 바로 그런 박테리아에 해당이 되는 듯했다.

'클로스트라듐 노비'박테리아 동물실험, 16마리 중 3마리 종양 완전 사라져
처음에는 생쥐를 대상으로 연구한 후 개를 이용해서 시험해 본 결과 이 박테리아가 종양을 제거하는 정확하고 효과적인 도구로 밝혀졌다. 보겔스틴 박사의 지도를 받은 사하는 그런 자료에 고무되었다. '클로스트라듐 노비'는 산소가 고갈된 상황에서 가장 잘 성장하기 때문에 현재의 암 치료법으로는 치료하기 가장 어려운 완강한 암세포들을 정확하게 표적으로 삼는다.

연조직 육종이 있는 16마리 개 집단에서 6마리가 이 박테리아 치료법에 반응했다. 개들은 1~4 사이클의 치료를 받았고 각 사이클은 10억 개 포자로 구성되었다. 16마리 중 3마리는 종양이 완전히 사라졌고 그 후 거의 2년 동안 암이 재발하지 않았다. 다른 3마리는 21일 이후 종양이 최소한 30% 줄어들었다.

이런 성과에 고무되어 연구진은 사람을 대상으로 테스트해보는 것을 고려하게 되었고 초기 임상시험에서 이 요법으로 치료받은 최초의 환자가 유사한 결과를 얻었다. 간, 폐, 어깨, 다리뼈로 암이 전이된 53살 난 여성 환자가 용량은 개의 경우보다 훨씬 낮았지만 클로스트라듐 노비 조제물을 주입받는 데 동의했었다.

그녀의 어깨에 있는 종양에 약 10만 포자를 막바로 주사로 주입했다. 그녀의 면역체계가 주입된 박테리아와 싸우게 되면서 종기가 생겼지만, 4일 후에 MRI를 찍어보니 종양이 엄청나게 줄어든 것으로 나타났다. 1달 뒤에도 종양은 계속해서 작아졌다.

이 박테리아가 완강한 종양세포를 표적으로 삼아 정상세포는 건드리지 않고 악성세포만 정확하게 골라내어 파괴할 수 있는 거의 완벽한 항암 무기로 밝혀지고 있다. 포자가 산소가 부족한 부위에 도달하면 발아해서 성장하기 시작하면서 종양세포에 유독한 물질과 효소를 생산하게 되어 종양세포를 파괴하게 된다고 논문의 공저자로 존스홉킨스 대학 킴멜 종합 암센터의 연구원인 니콜라스 로버츠는 설명했다.

포자가 종양의 가장자리에 도달하면 박테리아가 파괴적인 활동을 멈춘다고 사하는 설명했다. 포자는 산소가 풍부한 종양의 가장자리에 도달하면 자멸해버려서 더 이상 성장할 수가 없다고 그는 부언 설명했다. 포자들은 마치 생물학적 수술용 메스 같은데, 외과의사는 종양을 잘라내는 데 있어서 그만큼 높은 정확도를 기할 수 없다고 그는 덧붙여 설명했다.

박테리아, 저산소 부위에 있는 모든 고형종양에 대해 효과 발휘
자신이 근무하는 생물공학 회사가 이 접근법을 사람을 대상으로 추가로 테스트하고 있는데, 사하는 이 방법이 가까운 미래에 항암 무기의 일부가 될 것을 희망하고 박테리아가 다른 면역기반 접근법이나 혹은 심지어 항암치료나 방사선 치료와 함께 사용하는 것이 암 예후를 개선하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 믿고 있다.

가장 최근에 나온 (암세포의 특정한 유전자 돌연변이를 표적물로 삼는) 표적 치료제와는 달리 박테리아는 어떤 유전자 돌연변이로 종양이 통제 불능이 되었든지 간에 저산소 부위가 있는 어떤 고형종양에 대해서도 효과를 발휘할 수가 있다.

만약 이 연구결과가 확실하다면 그런 전략이 박테리아 감염은 환영할만한 일이란 것을 말해주는 최초의 전략일 것이다. 이런 방향으로 연구하는 데 많은 기대를 갖고 있다고 로버츠는 말했다.

출처:
(1) N. J. Roberts et al., "Intratumoral injection of Clostridium novyi-NT spores induces antitumor responses" Sci Transl Med. 2014 Aug 13;6(249):249ra111.
(2) A. Park "Treating Cancer With Bacteria Shows Real Promise" Time Aug. 13, 2014