방사선 쬐니 CAR-T가 살아나네…고형암에 '국소 주유소' 생겼다

방사선 요법이 CAR-T 세포 치료제의 고형암 정복 가능성을 한층 높이는 새로운 전략으로 주목받고 있다.

11일 중국 바이오 전문매체 바이오온(Bioon)에 따르면, 미국 마운트 시나이 아이칸 의대 연구팀은 국소 방사선 조사가 CAR-T 세포의 효능을 극대화한다는 연구 결과를 국제학술지 '네이처 캔서(Nature Cancer)'에 발표했다.

CAR-T 치료제는 혈액암에서 혁신적인 치료 효과를 보였지만, 고형암에서는 고전을 면치 못했다. CAR-T 세포가 종양 내에서 충분히 증식하거나 오래 생존하지 못해 치료 효과를 내기 전에 소멸하는 것이 주된 원인이었다.

연구팀은 폐암과 흑색종을 이식한 쥐 모델에서 이 문제의 해법을 찾았다. 종양에 방사선을 조사하자 면역계의 '사령관' 격인 수지상세포가 종양 표면 단백질을 포획해 자신의 세포막에 장착하는 '항원 장착(antigen dressing)' 현상이 일어났다.

이렇게 종양 항원으로 무장한 수지상세포는 CAR-T 세포의 특정 수용체와 결합해 직접적인 자극을 제공했다. 그 결과 CAR-T 세포는 종양 안에서 국소적으로 증식하며 수 주간 생존해 암세포를 효과적으로 공격했다. CAR-T 단독 요법으로는 제거되지 않던 진행성 폐 종양이 이 병용 요법으로 지속적인 제어 효과를 보였다.

이번 연구의 공동 교신저자인 잘랄 아메드 박사는 "방사선이 암세포를 죽일 뿐만 아니라 세포 치료를 강화한다는 것을 보여준다"며 "수지상세포가 종양 단백질로 자신을 꾸며 CAR-T 세포를 직접 증폭시키는 것은 전혀 예상치 못한 결과"라고 설명했다.

특히 이 방식은 CAR-T 치료의 가장 큰 난제 중 하나인 안전성 문제 해결의 실마리를 제공했다. CAR-T 세포의 활성이 방사선을 조사한 종양 내부에 국한됐기 때문이다. 종양과 동일한 단백질을 발현하는 주변 정상 조직에서는 CAR-T 세포가 활성화되지 않아 '표적-정상조직 공격(on-target, off-tumor)' 독성 위험을 크게 낮출 수 있었다.

마운트 시나이 아이칸 의대 미리암 메라드 박사는 "방사선이 면역 반응을 강화할 뿐만 아니라 어디서 싸워야 할지 알려주는 역할을 한다"며 "CAR-T 증폭을 종양 내로 제한함으로써 더 안전한 차세대 고형암 세포 치료법의 문을 열 수 있을 것"이라고 평가했다.

연구에 사용된 방사선 장비는 전 세계 암센터에 보편적으로 보급돼 있어, 새로운 장비나 약물 없이 즉시 임상시험에 적용할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 현재 '항원 장착'의 분자 기전을 규명하고 이를 실제 환자 치료에 적용하기 위한 후속 연구를 진행 중이다.