공학 살모넬라, '트로이 목마'로 변신…간암·췌장암 직접 타격

공학적으로 설계된 살모넬라균을 이용해 간암, 췌장암 등 치료가 어려운 심부 종양 내에서 직접 항암 바이러스를 생성, 종양을 사멸시키는 새로운 치료 전략이 제시됐다.

5일(현지시간) 중국 바이오 전문매체 바이오밸리에 따르면, 미국 매사추세츠 애머스트 대학 연구팀은 이 같은 내용의 연구 결과를 국제 학술지 '셀 리포츠 메디신(Cell Reports Medicine)'에 발표했다.

간암과 췌장암은 5년 생존율이 각각 18%, 10%에 불과한 예후가 나쁜 암이다. 항암 바이러스 치료제는 암세포만 특이적으로 공격해 기대를 모았으나, 정맥 주사 시 인체 면역계가 종양에 도달하기 전에 제거해버리는 한계가 있었다. 이 때문에 흑색종 같은 표재성 종양에만 제한적으로 사용됐다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 '트로이 목마' 전략을 고안했다. 독성을 없앤 살모넬라균을 항암 바이러스의 운반체로 활용한 것이다. 정맥 주사된 살모넬라균은 암 조직의 저산소 및 면역 억제 환경을 찾아 스스로 이동해 증식하는 특성이 있다.

실험 결과, 살모넬라균은 종양 내에서 간이나 비장보다 최대 5000만배 높은 농도로 군집을 형성했다. 이후 암세포에 침투해 항암 바이러스(H-1 파보바이러스)를 암호화하는 유전자 플라스미드를 방출했고, 종양 내에서 항암 바이러스가 현장 조립되며 암세포를 파괴했다.

간세포암과 췌장암에 걸린 쥐 모델 실험에서 이 치료법은 괄목할 만한 효과를 보였다. 치료군의 종양 크기는 치료를 받지 않은 대조군의 4분의 1 수준으로 줄었다. 표준 항암제인 '소라페닙' 투여군과 비교해도 27%에 불과한 크기였다.

또한 치료군의 생존 기간은 대조군보다 최대 65일 연장됐다. 연구팀은 정맥 주사 방식이 종양에 직접 주사하는 것과 비슷한 효과를 냈으며, 항암 바이러스만 단독 투여했을 때보다 월등히 우수했다고 설명했다.

이 치료법은 종양미세환경을 개선하는 효과도 나타냈다. 수지상세포와 'CD8 양성 T세포'의 종양 내 침투를 늘리고, 종양 친화적 대식세포를 항종양 형태로 전환시켜 암세포에 의해 억제됐던 면역 시스템을 재활성화했다. 종양 재발을 막는 면역 기억 효과도 유도했다.

연구를 이끈 닐 포브스 교수는 "하나의 생물(살모넬라균)을 이용해 다른 생물(바이러스)을 제어하고, 그 바이러스가 암을 죽이는 두 생물의 협력 작전"이라고 설명했다. 연구팀은 향후 더 다양한 암종과 바이러스 조합을 탐색해 치료 효과를 최적화할 계획이다.