면역 T세포의 아형에 따라 면역항암제의 효과가 달라진다는 연구결과가 나왔다. 김혜련·홍민희·김창곤 연세암병원 종양내과, 고윤우·심남석 이비인후과 교수, 이인석 연세대 생명시스템대학 교수·차준하 박사과정생 팀은 면역항암제 치료반응에 영향을 미치는 T세포의 아형을 구분해 발견했다고 30일 밝혔다.

면역항암제는 환자의 면역 체계를 직접적으로 활성화해 종양을 공격하도록 유도한다. 면역항암제 중 면역반응을 지속하고 강화하는 ‘PD-L1 억제제’와 면역반응을 개시하는 ‘CTLA-4 억제제’는 약효가 좋아 여러 암종에서 널리 쓰이고 있다. 다만 전체 환자의 절반 이상에서는 약이 들지 않아, 면역항암제를 투여하기 전 치료 효과를 미리 확인하고자 하는 연구가 세계적으로 화두다.

연구팀은 면역항암제로 암세포를 줄인 뒤 수술에 들어가는 선행 면역항암요법 임상시험에 참여한 두경부암 환자를 대상으로 PD-L1 억제제 단독 투여군과 PD-L1 억제제 및 CTLA-4 억제제를 병행 투여군으로 나눠 비교했다. ‘파운데이션 모델(foundation model)’을 사용해 세포 관련 방대한 생물학 데이터를 ‘세포 GPT(Cell GPT)’라는 인공지능 학습모델을 통해 세포 상태에 따른 면역반응 차이를 정밀하게 분석했다. 

연구팀은 한 개의 세포 안에서 어떤 유전자들이 어떻게 발현되는지 측정하는 ‘단일세포 전사체 분석’과 면역세포인 T세포의 면역력을 측정하는 ‘T세포 수용체 분석’을 진행했다.

그 결과, 면역항암제 효과를 올린다고 알려진 T세포의 아형 두 가지를 확인했다. 같은 T세포를 가지고 있다고 할지라도 T세포 아형1이 활성화되면 면역항암제 효과가 높아지고, T세포 아형2가 우세하면 면역항암제에 내성을 보였다. 동일한 T세포를 가지고 있어도 지배적인 아형에 따라 치료반응이 달라지는 게 획인됐다.

이에 더해 연구팀은 앞서 병행 투여에 사용한 약제인 CTLA-4 억제제가 암세포를 공격하는 세포(CD4 표적 T세포)를 활성화함과 동시에 면역반응이 과도하게 일어나지 않도록 오히려 억제하는 세포(4-1BB 양성 조절 T세포)도 함께 강화한다는 사실을 발견했다. 이는 CTLA-4 병행요법에서 환자마다 치료반응이 다른 이유였다. 

김혜련 교수는 “이번 연구를 통해 면역항암제 치료반응 예측법을 확인하면서 환자 맞춤형 치료 전략 수립에 한 걸음 다가갈 수 있었다”며 “특히 T세포의 아형을 표적하는 새로운 치료 전략은 향후 면역항암제 치료 효과를 더욱 높이고 불필요한 치료를 줄일 수 있는 데 기여할 것”이라 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘셀 리포츠 메디신’(Cell Reports Medicine, IF 10.4)에 게재됐다.