돌연변이 DNA 건강한 기증자의 면역 촉진 세포에 투여, 면역반응 일어나

암 면역치료가 새로운 단계로 접어들었다. 네덜란드 암 연구소와 오슬로 대학교/오슬로 대학병원의 연구진은 어떤 사람의 면역세포가 종양을 인식하지 못해 싸울 수 없을지라도 다른 사람의 면역세포가 종양을 인식해서 싸울 수 있는 듯한 것을 증명했다.

이번 연구는 암세포의 돌연변이를 일으킨 DNA를 건강한 기증자의 면역 촉진 세포에 투여하면 건강한 면역 세포에 면역반응이 일어나는 것을 입증했다. 기증자의 면역 세포에서 표적 구성요소를 추출해서 암환자의 면역체계에 재삽입해서 연구진은 암환자의 면역세포가 암세포를 인식하도록 만들어줄 수가 있었다.

암 면역치료 분야는 엄청 빠르게 발전하고 있는 분야로 인체의 면역체계가 암과 싸우도록 도와주는 기술을 개발하는 것을 목표로 삼고 있다. 면역체계가 암세포를 통제할 수 없도록 하는 원인은 많이 있다. 첫째 면역세포의 활동을 통제하는 브레이크가 많이 있다. 그런 브레이크는 면역세포의 기능을 방해할 수가 있는데, 현재 여러 가지 암을 대상으로 그런 브레이크를 무력화시키는 요법을 테스트하고 있다. 두 번째 이유로는 일부 환자들의 경우 면역체계가 애당초 암세포를 병적인 것으로 인식하지 않을 수가 있다. 그런 경우 면역체계가 암세포를 더 잘 인식하도록 도와주는 것이 암 면역치료의 주안점 중 하나이다.

네덜란드 암 센터의 톤 슈마허와 오슬로 대학교/오슬로 대학병원의 요하나 올웨우스는 차용한 면역체계가 환자의 암세포를 병적인 것으로 볼 수 있는지 여부를 테스트해보기로 마음을 먹었다. 비정상적인 세포를 인식하는 일은 T세포라는 면역세포가 수행한다. 우리 몸속에 있는 모든 T세포는 암세포를 포함한 다른 세포의 표면을 점검해서 그곳에 있어서는 안 되는 어떤 단백질 조각이 있는지를 확인한다. 낯선 단백질 조각을 인식하면 T세포가 그런 비정상적인 세포를 죽여 버린다. 암세포가 결함이 있는 단백질을 품고 있으면 마치 바이러스에 감염된 세포가 바이러스 단백질 조각을 가지고 있는 것처럼 세포 표면에 낯선 단백질 조각도 갖고 있는데 그 것을 새로운 항원 즉 신항원이라고 한다.

환자의 T세포가 암세포에 있는 모든 낯선 단백질에 반응하는지를 알아보기 위해 이번 연구진은 환자 3명의 흑색종 세포의 표면에 있는 가능한 한 모든 신항원의 지도를 만들었다. 이들 3명의 환자 모두에게서 암세포가 서로 다른 신항원을 다량 갖고 있는 듯했다. 그러나 연구진이 그런 신항원을 환자의 종양 속으로부터 추출한 T세포와 맞추어보니 종양세포에 있는 대부분의 비정상적인 단백질 조각이 간파되지 않았다. 연구진은 그 다음에 건강한 자원자로부터 추출한 T세포가 그 신항원들을 인식할 수 있는지를 테스트해보았다. 두드러지게도 기증자들의 T세포는 신항원을 상당수 탐지할 수가 있었다.

슈마허는 다음과 같이 말했다.
“이런 연구결과는 암환자의 면역반응이 경우에 따라서는 강화될 수도 있는 것을 보여준다. 즉 암세포에는 그들을 낯설게 만드는 무언가가 있고 그것을 우리가 이용할 수가 있는 것이다. 그렇게 하는 한 가지 방법이 신항원에 정확하게 부합하는 기증자 T세포를 발견해내는 것이다. 그런 후 그런 기증자 T세포가 사용하는 수용체를 이용해서 환자의 T세포의 유전자를 조작하면 환자의 T세포가 암세포를 탐지해낼 수가 있게 될 것이다.”

요하나 올웨우스는 다음과 같이 설명했다.
“우리의 연구는 암 면역을 기증자로부터 조달하는 일이 원칙적으로 가능한 것을 보여준다. 그러나 환자들이 이런 발견의 혜택을 보려면 더 많은 연구가 필요하다. 따라서 우리는 처리량을 증진시키는 방법을 찾을 필요가 있다. 우리는 현재 신항원을 다량 처리해서 식별해내어 T세포가 암에 있는 신항원을 탐지해서 반응하는 세포를 분리해낼 수 있는 방법을 개발하고 있다. 그러나 우리가 건강한 기증인의 혈액에서 암 특이 면역을 얻을 수 있는 것을 보여주는 결과는 이미 아주 유망하다.”

이번 연구는 오슬로 대학교/오슬로 대학병원의 K, G. 젭슨 암 면역치료 센터와 네덜란드 암 연구소에서 실시되었다.

출처: E. Stronen et al., "Targeting of cancer neoantigens with donor-derived T cell receptor repertoires" Science. 2016 May 19. pii: aaf2288, DOI: 10.1126/science.aaf2288