배경

교모세포종(glioblastoma, GBM)은 5년 생존율이 5% 미만인 치명적인 뇌종양이다. 현재 표준 치료법을 모두 적용해도 재발률이 매우 높아 환자의 예후가 좋지 않다. 치료가 어려운 주된 원인 중 하나는 종양이 스스로를 보호하기 위해 유도하는 강력한 면역 억제 환경이다. 암세포는 주변 종양 미세 환경(tumor microenvironment, TME)을 재편하여 면역 세포의 접근을 완전히 차단한다. 종양 주변에 존재하는 골수성 세포(myeloid cells)는 면역 반응을 방해하고 암세포 성장을 돕는 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 면역 체계를 자극하여 암을 치료하는 키메라 항원 수용체 T 세포(chimeric antigen receptor T cell, CAR-T) 기술도 이러한 장벽 때문에 고형암에서 효과를 발휘하기 어려웠다. 단순히 암세포만을 정밀하게 공격하는 방식으로는 견고한 면역 억제 네트워크를 제거하는 데 한계가 명확했다. 이러한 한계를 극복하기 위해 학계는 암세포와 종양 보호막 역할을 하는 미세 환경을 동시에 무력화하는 방향으로 연구를 진행하고 있다.

핵심 발견

교모세포종의 새로운 이중 표적 기전을 규명한 연구 결과가 국제 학술지 'Nature'에 게재되어 학계의 주목을 받고 있다. 환자의 다중 오믹스(multi-omics) 프로파일링 분석 결과, 당단백질 비전이성 흑색종 단백질 B(glycoprotein non-metastatic melanoma protein B, GPNMB)가 치료의 핵심 요소로 떠올랐다. 이 단백질은 교모세포종 암세포 표면뿐만 아니라 종양 주변에서 방패 역할을 하는 종양 관련 대식세포(tumor-associated macrophage, TAM)에도 다량 존재한다. 연구팀은 GPNMB를 정확하게 표적하는 CAR-T 세포를 제작하여 치료 효능을 평가했다. 이 치료제는 암세포를 직접 파괴할 뿐만 아니라 면역 억제 작용을 하던 대식세포까지 함께 사멸시킨다. 동물 실험으로 입증된 치료 효과는 매우 긍정적이다. 환자 유래 종양을 이식한 교모세포종 마우스 모델에 이 CAR-T 세포를 투여하자 체내 종양이 완전히 소실되는 완치 상태(complete remission)에 도달했다. 실험군은 종양 재발 없이 장기간 생존했으며, 이는 면역 억제 장벽이 무너지면서 T 세포가 제 기능을 활발히 수행한 결과로 해석된다.

의미와 전망

기존 CAR-T 치료제는 주로 혈액암에서 큰 성공을 거두었지만, 고형암 영역에서는 효과를 보지 못했다. 암세포 항원이 균일하지 않고, 종양 미세 환경이 T 세포의 활성을 강하게 억제하기 때문이다. 이번 연구는 암세포와 면역 억제 환경을 동시에 무력화하여 고형암 치료의 고질적인 한계를 극복했다는 평가를 받는다. 특히 GPNMB가 다른 고형암이나 암 미세 환경에서도 발견된다면 이 기술의 적용 범위를 크게 넓힐 수 있다. 실제로 동시에 발표된 'Nature Cancer' 연구 결과에 따르면 전이성 육종 환자를 대상으로 한 GPNMB 표적 CAR-T 임상 1상 시험에서도 안전성과 치료 가능성을 확인하는 성과를 거두었다. 다만, 이번 성과가 환자들에게 적용되기까지는 여전히 해결해야 할 과제가 많다. 임상 시험을 통해 인체 내 안전성을 확보해야 하며, 정상 세포를 공격하는 부작용(on-target, off-tumor toxicity) 가능성도 철저히 모니터링해야 한다. 연구진은 건강한 기증자의 세포를 활용한 동종 유래(off-the-shelf) CAR-T 치료제 개발을 병행하여 대량 생산과 비용 절감을 실현할 계획이다.