[뉴스프리존,대전=이기종 기자] 한국연구재단(NRF)은 연세대학교 생명공학과 이인석·하상준 교수팀이 T세포 탈진을 유도하는 단백질 TOX를 도출, 암 조직 내 TOX 농도가 높을수록 면역관문억제제 효능이 저해되는 것을 확인했다고 16일 밝혔다.

면역관문억제제는 다양한 암 종의 항암치료에서 뛰어난 효과를 보이고 있지만 아직도 약 30% 이하의 환자들만이 이 치료제에 반응한다는 한계를 가지고 있다.

이 면역관문억제제(Immune Checkpoint Inhibitor)는 세포독성 T세포의 암세포 공격을 억제하는 신호전달에 관련된 CTLA-4나 PD-1등의 수용체를 다시 억제해 세포독성 T세포의 암세포 공격을 재활성하는 약제이다.

현재 면역항암치료 연구의 가장 큰 과제는 치료에 반응하는 환자를 예측하는 바이오마커를 개발하는 것과 반응하지 않는 환자에게 적용할 수 있는 새로운 면역항암치료법을 개발하는 것이다.

이는 효과적인 항암치료의 방향을 결정할 수 있을 뿐만 아니라 보다 많은 환자들이 적절한 면역항암치료를 받을 수 있도록 해 치료시기를 놓치거나 비용을 낭비하는 경우를 최소화할 수 있기 때문이다.

특히 면역관문억제제는 탈진된 암 조직 내 세포독성 T세포의 활성화를 통해 작용하는데 이때 심하게 탈진된 T세포는 면역관문억제제에 의해 활성화되지 못한다.

이 T세포 탈진(T Cell Exhaustion)은 세포독성 T세포가 암조직 내에서 점차적으로 암세포를 공격하는 능력을 상실해가는 현상으로 탈진 정도가 심한 T세포는 면역관문억제제에 의한 항암치료효과가 없는 것으로 알려있다.

이에 암 조직 내 존재하는 세포독성 T세포의 탈진을 억제하는 방법이 필요한 실정이다.

이번 연구팀은 이러한 제한점을 해결하기 위해 비정상 세포에 대한 T세포의 공격력을 점점 잃게 만드는 탈진(exhaustion)유도인자의 농도로 면역항암치료에 대한 환자별 반응을 예측했다.

연구과정을 보면 단일세포유전체 분석을 통해 암 조직 내 여러 세포 중 T세포(CD8+ T cell)만의 정보를 선별해 탈진정도에 따른 차이를 통계적으로 분석해 T세포 탈진유도에 관여하는 단백질 TOX를 도출했다.

이후 실제 폐암 및 두경부암 환자의 임상시료에서 TOX 농도가 T세포 탈진정도와 매우 유의미한 관련성을 보이는 것을 확인했다.

이 과정에서 간섭RNA로 TOX 생성을 억제하자 세포탈진을 일으키는 면역회피물질(PD-1, TIM-3, CTLA-4 등) 생성은 줄고 정상적인 T세포에서 분비되는 사이토카인 생성은 늘어 이 같은 관련성을 제시했다.

이 연구결과에 의하면 면역관문억제제 치료를 받은 피부암 및 폐암 환자 조직의 전사체 정보를 분석해 T세포의 TOX 농도가 각각 암환자 생존률 및 면역관문억제제에 대한 반응률과 역(逆)상관관계임을 확인했다.

이인석 교수는 “이번 연구는 면역항암치료에 대한 예후 예측은 물론 TOX 억제, T세포 탈진을 막거나 탈진한 세포 회복, 면역항암 효능을 개선하는데 응용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

이 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구지원사업, 바이오의료기술개발사업 지원으로 수행됐고 지놈 메디신(Genome Medicine)에 2월 28일 게재됐다.