종양 주변의 면역세포가 종양의 진화 및 항암 치료에 미치는 영향이 규명돼 눈길을 모으고 있다.  

성균관의대 삼성서울병원 난치암연구사업단 남도현 교수팀은 미국 잭슨랩의 로엘 버락 교수팀 및 미국 엠디앤더슨 암센터의 에릭 술만 교수팀과 협력하여 교모세포종의 암조직, 환자유래세포, 종양 단일세포의 유전체 정보를 비교 분석해 종양 세포와 주변 미세환경 간의 상관관계를 분석했다.

이번 분석 결과 종양이 방사선 및 항암제 치료 후 항암내성을 획득하여 진화하는 과정에 종양 주변의 면역세포가 관여됨을 밝혔다.

특히 종양이 진화하는 과정에서 종양주변 미세환경의 면역세포 중 M2대식세포[대체 활성화(alternatively activated)된 대식세포로 항염증 작용 및 종양의 성장에 관련하는 것으로 알려져 있다]의 발현이 많아질수록 방사선 치료에 저항성이 높아지고, CD8+ T세포(CD8을 세포 표면에 발현하는 세포독성 T 세포. 일반적으로 면역계에서 세포독성 활동을 수행하여 감염된 세포의 자살을 유도한다)의 발현이 많아질수록 항암제 치료에 의한 과(過)돌연변이가 유도되어 항암제 치료에 대한 내성이 발생함에 따라 환자의 예후가 좋지 않음을 관찰했다.

이는 면역세포 발현을 억제함으로써 항암내성 발현을 억제할 수 있음을 나타내며, 기존의 표준 치료법과 면역 미세환경을 조절하는 면역 치료의 병용(倂用) 요법이 뇌종양 치료에 효과적일 수 있음을 제시한 것이다.

이번 연구를 통해 교모세포종의 아형 분류에 대한 새로운 분류법을 제시함에 따라 아형에 따른 뇌종양 치료 방향을 재설계할 수 있을 것으로 기대된다.

또 종양 주변의 미세환경에 대한 분석을 통해 아형에 따른 면역학적 치료를 디자인하는데 도움을 줄 것으로 보인다.

남도현 교수는 “이번 연구 결과는 교모세포종 환자에게 표준 치료와 함께 대식세포를 타깃으로 하는 병용요법이 환자에게 더 효과적일 수 있다는 사실을 밝혀내 효과적인 항암치료에 대한 방향을 제시했다”며, “이번 연구를 통해 기존의 종양 진화와 관련한 유전체 기반 표적치료에 면역 미세환경 조절 치료제를 병용할 수 있는 과학적 근거를 제시함으로써 난치 질환인 뇌종양 치료 성공률을 높일 수 있을 것”이라고 말했다.

또 “이번 연구는 뇌종양 재발암 환자의 맞춤치료법 개발을 위한 기초자료로 향후 4~5년 이내에 임상에 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 덧붙였다.

2015년 남도현 교수팀은 뇌종양의 재발시 위치에 따른 시간적 유전체 진화 패턴의 규명해 (Cancer Cell, IF 27.407) 빅데이터 분석과 항암내성 연구 방법을 국제 학계에 제시했고, 2016년 한국, 미국, 일본, 이탈리아 임상-기초 연구자들과의 글로벌 유전체 공동연구를 통해 항암치료 후 종양 진화의 양상을 규명하고, 항암내성에 관여하는 유전자 표적을 제시했다.(Nature Genetics, IF 27.959)

올해 초에는 뇌종양 유전체의 다양성과 진화를 기반으로 하는 정밀의료 기술을 제시하여 (Nature Genetics, IF 27.959) 이 분야의 글로벌 리더십을 인정받은 바 있다.

복지부 김국일 보건의료기술개발과장은 “최근 남도현 교수팀이 보여준 우수한 성과들은 국제공동연구의 모범적인 사례로 국내 연구진의 글로벌 리더십 이 세계적인 성과로 이어질 수 있도록 연구 개발(R&D) 지원에 힘쓸 계획”이라고 밝혔다.

이번 연구는 보건복지부 및 한국보건산업진흥원(선도형 특성화연구사업)의 지원을 받아 수행됐다.

이번 연구 결과는 암 분야 세계 최고 학술지인 ‘Cancer Cell’(영향력 지수 IF 27. 407) 인터넷판에 7월 10일자로 우선 게재됐다.

한편 교모세포종(Glioblastoma)은 뇌종양 중 가장 악성도가 높은 암으로 방사선 및 항암제 치료에도 불구하고 진단 후 기대 생존기간이 1년여에 불과한 난치성 암이다.

대식세포란 면역세포 중 하나로 종양 주변의 대식세포(tumor- associated macrophage)의 경우 종양의 성장을 촉진시키는 사이토카인(Cytokine)을 방출함으로써 종양의 성장을 돕는다고 알려져 있다.

(그림)교모세포종과 면역 미세환경과의 상관관계
교모세포종의 종양 자체 유전자를 선별하여 분석함으로써 3종류의 아형 (proneural, classical, mesenchymal)으로 새로운 분류법을 제시했다. 또 재발암 중 기존 아형에서 mesenchymal 아형으로 진화하는 경우 종양 주변의 대식세포 (tumor-associated macrophage)가 증가하고, 표준 치료에 대한 예후가 좋지 않음을 확인했다.