▲ T 세포탈진 유도하는 TOX 억제를 통한 T세포의 면역항암 효과 개선 전략  © 특허뉴스

비정상 세포에 대한 T세포의 공격력을 점점 잃게 만드는 탈진(exhaustion)유도인자의 농도로 면역항암치료에 대한 환자별 반응을 예측할 수 있다는 연구결과가 나왔다.

백혈구의 일종인 T세포는 바이러스나 세균에 감염된 세포나 종양세포를 식별하여 자살로 이끄는 역할을 한다.

종양세포는 T세포의 눈을 속이기 위해 거짓 신분증, 즉 면역회피물질(PD-L1)을 제시하는데, 면역관문억제제(anti-PD-1)는 이를 막는다.

우리 몸의 면역을 이용하기에 부작용이 적은 면역관문억제제는 2011년 FDA 승인 이후 폐암, 두경부암 등의 치료에 사용되며 반응하는 환자에게는 효과를 보이지만, 안타깝게도 30% 이하의 환자들만 반응했다.

때문에 환자별 면역관문억제제에 대한 반응을 예측, 보다 적합한 치료를 보다 적기에 제공하기 위한 동반진단법이 필요한 실정에서 관련 연구결과가 소개됐다.

한국연구재단은 연세대 이인석·하상준 교수 연구팀이 T세포 탈진을 유도하는 단백질 TOX를 도출, 암 조직 내 TOX 농도가 높을수록 면역관문억제제 효능이 저해되는 것을 확인했다고 밝혔다.

연구팀은 단일세포유전체 분석을 통해 암 조직 내 여러 세포 중 T세포(CD8+ T cell)만의 정보를 선별하여 탈진정도에 따른 차이를 통계적으로 분석, T세포 탈진유도에 관여하는 단백질 TOX를 도출하였다.

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

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 뒷받침 했다.

나아가 면역관문억제제 치료를 받은 피부암 및 폐암 환자 조직의 전사체 정보를 분석, T세포의 TOX 농도가 각각 암환자 생존률 및 면역관문억제제에 대한 반응률과 역(逆)상관관계임을 확인하였다.

환자의 생검시료를 이용, TOX 농도로 면역관문억제제에 대한 반응이나 예후를 예측할 실마리가 될 것으로 기대된다.

바이러스에 만성적으로 감염된 생쥐모델에서 제 구실을 못하는 T세포가 관찰되는 등 T세포의 탈진은 감염이나 암에서 회복하는 과정에서 중요한 영향을 미치는 변수다. 하지만 T세포 탈진이 어떤 환경에서 어떻게 일어나는지 기전은 잘 알려지지 않았다.

면역항암치료에 대한 예후예측은 물론 TOX를 억제, T세포 탈진을 막거나 탈진한 세포를 회복, 면역항암 효능을 개선하는데 응용할 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구의 성과는 지놈 메디신(Genome Medicine)에 2월 28일 게재되었다.