KAIST(카이스트)는 의과학대학원 신의철 교수 연구팀이 연세대학교 의과대학 김승일 교수, 가톨릭대 의과대학 박우찬 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 유방암 환자의 면역 항암치료 핵심 원리를 발견했다고 14일 밝혔다.

연세대학교 의과대학 외과학 교실 이용준 강사, 김지예 임상 조교수가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 면역학 분야 국제 학술지 사이언스 면역학(Science Immunology) 8월 26일자 온라인판에 게재됐다. (논문명 : CD39+ tissue-resident memory CD8+ T cells with a clonal overlap across compartments mediate anti-tumor immunity in breast cancer)

암 환자는 암세포에 대항해 이를 제거하는 역할을 하는 세포독성 T세포의 기능이 현저히 약해져 암세포에 대한 효과적인 면역반응을 나타내지 못한다. 

세포독성 T세포 약화는 PD-1이라는 세포독성 T세포의 기능을 저하하는 억제 수용체가 종양 조직 내 세포독성 T세포에 과다하게 발현된 데 따른 것으로 알려져 있다. 

면역항암제의 기본원리는 PD-1 억제 수용체의 기능을 차단해 세포독성 T세포의 기능을 회복시키는 것이다. 이에 따라 최근 면역항암제는 유방암 환자에게서 기존의 치료를 대체할 수 있는 표준치료로 자리 잡아 가고 있지만, 투여받은 유방암 환자 중 일부에서만 치료 효과가 나타나는 실정이다. 

많은 연구자들은 유방암에서 면역 항암치료의 기전을 이해하고 치료에 효과를 보이는 환자를 선별하고자 하는 연구를 활발히 수행하고 있다. 
 

공동 연구팀도 해당 연구를 수행, 종양 조직에 존재하는 세포독성 T세포 중에서도 CD39 단백질과 조직 상주 마커 단백질을 동시에 발현하는 조직 상주 기억 T세포(CD39+ tissue-resident memory CD8+ T cell)가 유방암 환자에서 효과적인 항암 면역반응을 매개하는 핵심 면역세포임을 밝혀냈다.

종양 조직에 존재하는 세포독성 T세포 중에는 항암 면역반응에 영향을 주지 않는 방관자(bystander) 세포들이 존재한다. 항암 면역반응과는 상관없는 방관자 세포들도 종양 조직에 있기 때문에 암 환자의 항암 면역반응을 정확히 측정하고 분석하는 데 어려움이 있었다. 

공동 연구팀은 "CD39 단백질과 조직 상주 마커 단백질의 발현을 측정해 항암 면역반응과 관련이 있는 세포독성 T세포들만 분리, 개별 환자의 항암 면역반응을 정확히 측정할 수 있다"고 강조했다.

또한 "유방암 환자에서 CD39를 발현하는 조직 상주 기억 세포독성 T세포는 특징적으로 삼중음성유방암(triple-negative breast cancer) 환자에게서 증가해 있으며, CD39를 발현하는 조직 상주 기억 세포독성 T세포가 증가해 있는 유방암 환자들은 수술 이후에도 재발이 적게 나타나는 등 좋은 예후를 보인다"고 밝혔다.

이번 연구를 통해 연구팀은 유방암 환자에서 면역항암제 치료 효율을 높이는 전략을 제시했다. 

구체적으로 CD39를 발현하는 조직 상주 기억 세포독성 T세포들이 PD-1을 차단하는 면역항암제 처리에 반응해 그 기능이 효과적으로 회복했다. CTLA-4라는 다른 억제 수용체까지 함께 차단하자 세포독성 T세포의 기능 회복은 더욱 크게 나타났다. 

연구팀은 "이번 연구를 통해 최근 유행하는 면역항암제 병용요법 적용시 좋은 반응을 보일 것으로 예상되는 유방암 환자, 즉 CD39를 발현하는 조직 상주 기억 세포독성 T세포가 증가해 있는 환자를 선별한다면 치료 효과를 극대화할 수 있을 것"이라고 강조했다.

이번 연구는 연세대학교, 가톨릭대 의과대학 외과 연구팀과 KAIST 의과학대학원이 유방암 환자의 항암 면역반응 원리를 밝히고 새로운 치료 전략을 제시하기 위해 협동 연구를 한 중개 연구(translational research)다.

신의철 교수는 "이번 연구는 항암 면역반응의 메커니즘과 측정에 대해 상세히 연구함으로써 유방암에서 새로운 임상 치료 전략을 제시하게 된 중요한 연구"라며 "향후 암 환자의 생존율을 보다 높일 수 있도록 항암 면역반응 연구 및 면역 항암치료의 적응증에 관한 연구를 계속하겠다"고 말했다.