악성 뇌종양의 면역 치료 시 어떤 면역세포가 암에 먼저 도달했느냐에 따라 치료 효과가 크게 달라질 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

서울대병원 신경외과 백선하 교수팀과 성균관대 기계공학부 박성수 교수 연구팀은 미세유체 플랫폼을 토대로 악성 뇌종양인 교모세포종의 면역세포를 분석해 이러한 사실을 확인했다고 30일 밝혔다.

연구팀은 면역세포의 유입순서를 조절할 수 있는 미세유체 플랫폼을 통해 3차원 인공 뇌종양 조직(스페로이드)을 만든 뒤, 면역세포인 미세아교세포·자연살해세포(NK세포)가 종양에 도달하는 순서만 바꿔 가며 반응을 비교했다.

그 결과 먼저 종양에 도달한 면역세포가 이후 면역 반응의 방향을 결정했다.

미세아교세포가 먼저 도달하면 종양을 보호하는 신호(STAT3)가 활성화돼 NK세포의 침투를 막았다.

반대로 NK세포가 먼저 도달하면 암세포를 공격하는 유전자 발현이 강하게 유도돼 뚜렷한 항암 효과를 나타냈다.

인공 뇌종양 조직에서 확인된 이러한 효과는 실제 환자의 임상 경과와도 일치했다.

10년 이상 생존한 환자와 그렇지 못한 환자의 뇌종양 세포를 비교하자, 생존 기간이 짧았던 환자의 뇌종양 세포는 미세아교세포를 만났을 때 더 많이 증식했고 NK세포 공격에도 더 강하게 저항했다.

연구팀은 세포 전사체 분석으로 NK세포가 먼저 유입될 때 생존율을 높이는 핵심 면역 물질 'IL12A'가 선택적으로 늘어난다는 사실도 확인했다.

대규모 교모세포종 환자 데이터베이스 분석에서도 IL12A 발현이 높은 환자일수록 생존 기간이 유의하게 길어, 해당 물질이 면역을 활성화하는 핵심 요인으로 나타났다.

백선하 교수는 "이번 연구로 교모세포종의 면역 환경이 고정된 것이 아니라 암세포와 면역세포가 만나는 순서에 따라 변화한다는 점을 입증했다"며 "뇌종양 환자의 치료 반응을 예측하고 맞춤형 면역치료 전략을 세우는 돌파구가 될 것"이라고 말했다.

연구 결과는 종양학·신경종양 분야 국제학술지 '뉴로-온콜로지'(Neuro-Oncology)에 게재됐다.