항암화학요법 내성 극복에 종양 재발 억제까지…

국내 연구진이 항암화학요법 내성을 극복하고 수술 후 종양 재발을 억제하는 새 병용치료 전략을 제시했다.

위진홍 가톨릭의대 교수(생리학교실), 김완욱 교수(서울성모병원 류마티스내과) 연구팀은 항암제 내성과 수술 후 암 재발을 동시에 억제하기 위해 암 나노백신과 항암제 독소루비신(doxorubicin), 면역관문억제제(anti-PD-L1)를 결합한 새로운 항암 병용치료 전략을 개발했다.

연구팀이 개발한 암 나노백신은 생분해성 PLGA 나노입자에 종양특이항원인 HPV E7 펩타이드와 면역증강제 poly I:C를 함께 탑재한 형태다. 이 나노백신은 수지상세포의 성숙을 촉진하고, 종양세포를 선택적으로 공격하는 CD8+ 세포독성 T세포 면역반응을 강화했다.

고형암에 대한 항암화학요법은 반복 투여 과정에서 암세포가 약물에 대한 내성을 획득하고, 수술 후에도 잔존암세포로 인한 재발이 빈번하게 발생한다는 한계를 안고 있다. 이런 획득 내성과 재발은 기존 항암치료의 장기적 효과를 제한하는 핵심 요인으로 꼽혀왔으며, 이를 극복하기 위한 새로운 치료 전략 마련이 시급한 과제로 지적됐다.

연구결과, 독소루비신에 내성을 보이는 종양 동물모델에서 나노백신독소루비신anti-PD-L1 삼중 병용치료는 단독치료보다 종양 성장을 효과적으로 억제했다. 또 종양 내 CD8+ T세포 침윤과 종양 특이 면역반응을 증가시키는 동시에, 면역억제성 세포와 종양세포 증식 및 혈관 형성을 감소시켰다.

특히 병용치료는 항암제 배출에 관여하는 내성 단백질 MDR1(ABCB1)의 발현과 CD44+ CD133+ 암줄기세포 유사 세포군을 감소시켰다. 이는 단순히 종양 크기를 줄이는 데 그치지 않고, 종양의 항암제 내성 특성 자체를 완화할 가능성을 보여준다. 연구팀이 CD8+ T세포를 제거했을 때 이런 치료 효과가 크게 감소한 결과를 통해, CD8+ T세포가 종양 억제와 항암제 내성 완화에서 핵심적인 역할을 담당한다는 사실도 확인했다.

수술 후 재발 모델에서는 3중 병용치료군에서 관찰기간 동안 종양 재발이 나타나지 않았으며, 장기 면역 방어에 관여하는 효과기 기억 T세포(effector memory T cell)도 증가한 것으로 확인됐다. 나노백신 투여 후 간과 신장 기능 및 주요 장기 조직에서는 뚜렷한 독성 소견이 관찰되지 않아 안전성 측면에서도 가능성을 확인했다.

위진홍 교수는 이번 연구는 암 나노백신이 항암화학요법 및 면역관문억제제의 효과를 동시에 높여 항암제 내성 종양을 제어하고 수술 후 재발을 억제할 수 있다는 전임상 근거를 제시했다는 데 의의가 있다라며 향후 다양한 종양 모델과 사람 유래 종양을 이용한 추가 검증을 통해 항암제 내성 고형암 치료를 위한 새로운 복합 면역치료 전략으로 발전할 것으로 기대된다고 밝혔다.

이번 연구는 국제학술지 Journal of Nanobiotechnology)(IF=15)에 발표됐으며, 박영민 세종대 교수(국가신약개발사업단장총괄교신저자), 정대균 한국생명공학연구원 박사, 한희동 프레스티지바이오파마 박사 등이 공동교신저자로 참여했다.