뇌종양 중에서도 가장 악성도가 높고 치료가 어려운 교모세포종은 표준치료를 받더라도 평균 생존기간이 15개월에 불과하고 5년 생존율은 10% 미만에 머무는 치명적인 질환이다. 수술, 방사선, 항암 치료를 병행해도 대부분 재발하는 데다 재발 후 마땅한 치료제도 없어, 암 중에서도 새로운 치료법 개발이 가장 시급한 치명적인 난치성 암으로 꼽힌다.
이처럼 난치성 교모세포종에 대해, 서울성모병원 안스데반 교수팀이 전임상 마우스 모델에서 줄기세포 기반 면역유전자 치료와 면역관문억제제를 병용한 새로운 면역치료 전략으로 장기적인 항종양 면역 효과를 유도하는 데 성공했다는 연구 결과를 발표했다.
안스데반 교수팀은 뇌종양에 특이적으로 이동하는 중간엽 줄기세포를 이용해 강력한 면역활성 인자인 인터루킨-12를 종양 미세환경 내에 직접 전달하고, 여기에 PD-1 면역관문억제제를 병용함으로써 교모세포종을 근본적으로 억제하고 재발을 방지하는 장기 면역 효과를 입증했다.
연구는 면역 마우스 모델에 교모세포종을 이식한 후, ▲항PD-1 항체 단독투여 ▲줄기세포 기반 IL-12 전달 단독투여 ▲두 가지 병용투여의 세 그룹으로 나누어 치료 반응을 비교했다. 그 결과, 병용군에서는 50%의 완전관해가 확인됐으며, 치료 종료 후에도 동일한 종양을 재이식했을 때 재발이 일어나지 않아 장기 면역 기억 효과까지 입증됐다. 이는 전임상 단계에서 보기 드문 강력한 치료 반응으로 해석된다.
또한 단일세포 전사체 분석 및 면역형광 분석을 통해 면역반응의 기전도 규명했다. 항PD-1 치료는 CD8+ T세포, IL-12는 CD4+ T세포 및 NK세포를 활성화시켰으며, 병용군에서는 이들 모두의 면역세포 침윤이 확인됐다. 반면 면역억제성 Treg 세포와 M2형 미세아교세포는 감소해 면역친화적 종양 환경이 조성되었음이 밝혀졌다. 종양세포에서는 세포주기 정지 증가 및 줄기세포성 감소, 좋은 예후와 연관된 유전자들의 발현 증가 등 암세포의 근본적 억제 현상도 확인됐다.
이번 연구는 IL-12와 같은 면역인자를 바이러스가 아닌 줄기세포 기반으로 종양 내에 국소 전달함으로써, 보다 안정적이고 지속 가능한 유전자 치료 전략을 제시했다. 안스데반 교수는 “전임상 모델에서의 치료 효과 검증을 넘어, 줄기세포 유전자치료와 현재 진료현장에서 사용 중인 면역관문억제제의 기전적 상호보완성과 시너지 효과를 증명했다는 점에서 임상적 의의가 크다”며 “특히 면역기억 T세포 유도에 기반한 장기 항암 면역 반응은 향후 재발 방지에 중요한 기전이 될 수 있어 임상적 활용 가능성도 높다”고 말했다.
이 연구는 국제학술지 Biomedicine & Pharmacotherapy에 최근 게재됐으며, 제34차 대한뇌종양학회 정기학술대회에서 기초연구 부문 최우수 학술상을 수상했다.
이처럼 난치성 교모세포종에 대해, 서울성모병원 안스데반 교수팀이 전임상 마우스 모델에서 줄기세포 기반 면역유전자 치료와 면역관문억제제를 병용한 새로운 면역치료 전략으로 장기적인 항종양 면역 효과를 유도하는 데 성공했다는 연구 결과를 발표했다.
안스데반 교수팀은 뇌종양에 특이적으로 이동하는 중간엽 줄기세포를 이용해 강력한 면역활성 인자인 인터루킨-12를 종양 미세환경 내에 직접 전달하고, 여기에 PD-1 면역관문억제제를 병용함으로써 교모세포종을 근본적으로 억제하고 재발을 방지하는 장기 면역 효과를 입증했다.
연구는 면역 마우스 모델에 교모세포종을 이식한 후, ▲항PD-1 항체 단독투여 ▲줄기세포 기반 IL-12 전달 단독투여 ▲두 가지 병용투여의 세 그룹으로 나누어 치료 반응을 비교했다. 그 결과, 병용군에서는 50%의 완전관해가 확인됐으며, 치료 종료 후에도 동일한 종양을 재이식했을 때 재발이 일어나지 않아 장기 면역 기억 효과까지 입증됐다. 이는 전임상 단계에서 보기 드문 강력한 치료 반응으로 해석된다.
또한 단일세포 전사체 분석 및 면역형광 분석을 통해 면역반응의 기전도 규명했다. 항PD-1 치료는 CD8+ T세포, IL-12는 CD4+ T세포 및 NK세포를 활성화시켰으며, 병용군에서는 이들 모두의 면역세포 침윤이 확인됐다. 반면 면역억제성 Treg 세포와 M2형 미세아교세포는 감소해 면역친화적 종양 환경이 조성되었음이 밝혀졌다. 종양세포에서는 세포주기 정지 증가 및 줄기세포성 감소, 좋은 예후와 연관된 유전자들의 발현 증가 등 암세포의 근본적 억제 현상도 확인됐다.
이번 연구는 IL-12와 같은 면역인자를 바이러스가 아닌 줄기세포 기반으로 종양 내에 국소 전달함으로써, 보다 안정적이고 지속 가능한 유전자 치료 전략을 제시했다. 안스데반 교수는 “전임상 모델에서의 치료 효과 검증을 넘어, 줄기세포 유전자치료와 현재 진료현장에서 사용 중인 면역관문억제제의 기전적 상호보완성과 시너지 효과를 증명했다는 점에서 임상적 의의가 크다”며 “특히 면역기억 T세포 유도에 기반한 장기 항암 면역 반응은 향후 재발 방지에 중요한 기전이 될 수 있어 임상적 활용 가능성도 높다”고 말했다.
이 연구는 국제학술지 Biomedicine & Pharmacotherapy에 최근 게재됐으며, 제34차 대한뇌종양학회 정기학술대회에서 기초연구 부문 최우수 학술상을 수상했다.