면역관문 차단(ICB) 치료, 흑색종과 암에 대한 혁신적 치료법
오리건 주립대학교 약대가 포함된 대규모 국제적인 협력 연구에 의하면 면역체계가 암세포를 죽이는 것을 더 쉽게 만들어주는 치료를 받고 있는 흑색종 환자는 먹는 음식에 섬유질이 풍부하면 치료에 더 잘 반응한다고 한다. 텍사스 대학교와 국립 보건 연구소가 주도한 이 연구는 가장 치명적인 형태의 피부암인 흑색종을 포함한 여러 가지 유형의 암에 대항해서 싸우는 데 있어서 유망한 사태의 진전이라고 연구진은 말했다.

미국에서는 흑색종이 5번째로 흔한 암이다. 미국 암 협회에 의하면 금년에 미국에서는 약 10만 건의 흑색종이 신규로 발생할 것이고 그 중 7천 명 이상이 사망할 것으로 예상된다고 한다. 가장 공격적인 암 중 하나인 흑색종은 간이나 폐나 뇌 같은 다른 기관으로 전이해서 환자를 사망하게 한다.

이번 연구는 흑색종과 전체적인 암 치료에 혁명을 일으킨 면역관문 차단이라는 치료 기술에 초점을 맞추었다. 면역관문 차단(ICB)은 - 예를 들면 T 세포 같은 특정한 면역체계 세포들이 생산하고 또 일부 암세포도 생산하는- 관문이라 불리는 단백질들을 차단하는 억제제에 의존한다. 관문들은 면역반응이 지나치게 강해지는 것을 막아주는 데 도움이 되지만 때로는 그게 T 세포가 암세포를 죽이지 못하도록 가로막는 것을 의미한다.

연구진의 일원인 모르군은 다음과 같이 설명했다. “면역관문 차단은 암 치료에 있어서 (판도를 뒤바꿀만한) 게임 체인저이고, 장내 미생물군이 치료 반응에 미치는 영향은 이미 많은 연구와 전임상 모델과 인간 코호트가 관련된 연구에서 입증되었다. 사람들의 미생물군은 음식과 약물을 포함한 광범한 환경적인 요인에 의해 형성되며, 인간 유전적 특질이 미생물군의 개인차에 미치는 영향력은 상대적으로 훨씬 더 작다.”

인간의 장내 미생물군은 약 1,000종의 다른 박테리아에 기초한 100조가 넘는 미생물 세포로 구성된 복잡한 공동체이다. 식이섬유 섭취와 시중에 판매 중인 프로바이오틱스(유익균 제품)가 암 환자들의 면역요법 반응에 영향을 미치는지 아닌지는 아직 불분명하다고 모르군은 말했다.

이번 연구에서 모르군과 그의 동료들은 수백 명의 흑색종 환자를 살펴보고 그들의 미생물군, 식생활 습관, 프로바이오틱스 이용, 질병 특징과 치료 결과를 분석했다. 대부분의 환자가 면역관문 차단으로 치료를 받았는데, 전형적으로 계획된 세포사멸 단백질을 차단하는 치료법의 일종인 항 PD-1으로 치료받았다.

식이섬유 많이 섭취하고 프로바이오틱스 복용하지 않은 경우 항종양 면역성 가장 강해
이 연구의 일부로 종양을 이식한 생쥐에 대한 병행연구도 실시되었다. 이번 연구에서 관찰 코호트인 인간의 경우, 더 많은 식이섬유 섭취가 면역관문 차단 치료를 받는 환자들의 질병 무진행과 관련이 있었고, 많은 식이섬유를 섭취하면서 프로바이오틱스는 사용하지 않는 환자들이 가장 뚜렷한 이득을 보았다.

생쥐 모델 역시 비슷한 결과를 내놓았다. 모르군은 이렇게 말했다. “식이섬유와 프로바이오틱스 사용은 둘 다 장내 미생물군에 영향을 미치는 것으로 알려져 있는데 그 2가지가 면역관문 차단 치료 결과가 다르게 나타는 것과 관련이 있는 것을 우리가 밝혔다. 인간 코호트 결과를 보고 우리가 인과관계를 설정할 수는 없다. 이번 연구에서 우리가 측정하지 못한 다른 것들이 이들 환자에게서 일어났을 수 있기 때문이다.”

그러나 모르군은 생쥐 연구의 결과가 식이섬유를 많이 먹고 프로바이오틱스는 복용하지 않을 때 항종양 면역성이 가장 강하다는 생각을 뒷받침해준다고 말했다.

미생물군의 복잡성을 이해하는 것을 도와주기 위해 오리건 주립대학교 칼슨 수의학 대학의 모르군과 나탈리아 슐젱코는 이전에 트랜스킹덤 네트워크 분석이라는 컴퓨터 모델을 만드는 기술을 개발했다.

이번 연구에서 사용한 모델은 특정한 유형의 장내 미생물들의 상호작용이 어떻게 숙주의 생물학적 기능을 도와주거나 혹은 방해하는지를 파악하기 위해 - 군유전체학적(metagenomic), 대사체학적(metabolomic), 지질체학적(lipidomic), 단백체학적(proteomic) 등의 - 여러 가지 유형의 체학적(오믹스/omics) 데이터를 통합했다. 이 경우에는 미생물의 상호작용이 숙주가 면역관문 차단에 얼마나 잘 반응하는지와 관련이 된다.

생쥐에 대한 트랜스킹덤 네트워크 분석은 미생물 중에서도 박테리아과인 루미노코카세 세균군이 섬유질을 많이 섭취하면 증가하는 것을 보여준 것이 중요하고, 바로 이 박테리아가 인간과 관련된 이번 연구와 관련이 있는 인간에 대한 이전의 연구에서 발견되었다고 모르군은 말했다. 이중맹검 무작위 식이 중재 연구들이 면역관문 차단 요법을 시작할 때 표적이 된 음식을 바꾸는 것이 환자의 결과를 개선할 수 있을는지를 밝히는 데 중요하다고 모르군은 덧붙여 말했다.

또 연구 결과는 시판 중인 프로바이오틱스 중 어떤 제품은 면역관문 차단 치료를 받고 있는 환자들에게 해가 될는지도 모르는 것을 시사하긴 하지만 어떤 프로바이오틱스가 실제로 유익할 수 있을는지를 결정하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다고 그는 계속해서 말했다.

요즈음 프로바이오틱스 제품들이 인기를 끌고 있지만 이런 연구 결과만 보면 평소에 식이섬유가 풍부한 음식을 자주 먹는 것이 건강에 더 유리한 것이 된다. 주목할만한 연구 결과로 생각된다.

참조: C. N. Spencer et al., "Dietary fiber and probiotics influence the gut microbiome and melanoma immunotherapy response" Science. 2021 Dec 24;374(6575):1632-1640. doi: 10.1126/science.aaz7015.