뇌종양 CAR-T 성공 열쇠…NK세포는 '아군', Treg는 '적군'

재발성 교모세포종(GBM) 환자 대상 CAR-T 세포 치료 시 자연살해(NK) 세포 활성화가 동반되면 예후가 좋지만, 조절 T세포(Treg)가 늘어나면 치료 효과가 저해된다는 연구 결과가 나왔다.

미국 펜실베이니아 의대 페렐만 의과대학 연구팀은 이 같은 내용의 연구 결과를 국제학술지 '셀'(Cell)에 발표했다고 중국 바이오 전문매체 바이오온이 30일(현지시간) 보도했다. 이번 연구는 치료 반응을 예측하고 효과를 높일 새로운 단서를 제공한다.

연구팀은 재발성 교모세포종 환자를 대상으로 한 이중표적 CAR-T 세포 치료법에 주목했다. 해당 치료법은 뇌 주변 뇌척수액(CSF)에 치료제를 직접 주입해 혈뇌장벽(BBB)을 우회하는 독특한 방식을 사용한다. 이는 치료 접근성을 높이는 동시에, 연구진이 뇌척수액을 실시간으로 채취해 면역 반응을 분석할 수 있게 했다.

연구진은 CAR-T 주입 전과 주입 후 7일, 21일 시점의 뇌척수액 샘플을 단일세포 RNA 시퀀싱 기술로 분석했다. 그 결과, CAR-T 요법이 모든 환자의 면역 환경을 변화시켰지만 그 양상은 달랐다.

치료에 반응해 종양이 축소된 환자군에서는 NK세포의 활성화가 뚜렷하게 나타났다. NK세포는 바이러스 감염 세포나 암세포를 즉각적으로 파괴하는 선천면역세포다. 반면, 치료에 반응하지 않은 환자군에서는 면역 반응을 억제하는 조절 T세포(Tregs)와 면역억제성 골수세포의 활성이 증가했다.

특히 조절 T세포의 증가는 치료 결과와 밀접한 관련이 있었다. 조절 T세포 수치가 높은 환자는 종양 축소 정도가 작아, 과도한 면역 억제가 CAR-T 치료 효과를 제한하는 '걸림돌'로 작용함이 시사됐다.

이번 연구는 2025년 '네이처 메디슨'에 발표된 1상 임상시험의 후속 연구다. 당시 연구에서 해당 CAR-T 요법은 일부 환자에서 종양을 줄이고 생존기간을 연장했지만, 모든 환자에게 효과적이진 않았다.

연구의 공동 교신저자인 다나 실버부시 암생물학 조교수는 "이제 단일 세포 수준에서 CAR-T 요법이 환자의 면역 체계를 어떻게 바꾸는지 볼 수 있게 됐다"며 "이를 통해 더 많은 환자가 반응하고 반응이 더 오래 지속되도록 치료법을 개선하는 방법을 모색할 수 있다"고 밝혔다.