KAIST, '항암백신ㆍ면역치료' 최적화 신기술 개발

▲KAIST 생명과학과 전상용 교수 (카이스트 제공)

▲항암 나노입자 백신 및 이의 작용 기작 모식도. (카이스트 제공)

국내 연구진이 새로운 항암 나노 백신을 개발하고 또 이를 이용해 면역치료를 최적화한 기술 개발을 통해 효과적인 암 예방 및 암 치료가 가능케 함으로써 암 정복에 한 걸음 더 다가서는 계기를 마련했다.

KAIST(카이스트)는 생명과학과 전상용 교수 연구팀이 효과적인 항암 면역치료를 위한 나노입자 백신 개발에 성공했다고 16일 밝혔다.

연구팀은 면역 반응을 유도하는 아미노산 중합체인 종양 펩타이드 항원과 면역보조제의 동시전달이 가능한 나노입자 기반 항암 백신을 개발했다. 또한 세포성 면역을 담당하는 림프구의 일종인 T세포(면역 세포) 기반 '특이적 면역 및 선천 면역과는 다른 고도로 발전된 방어체계' 반응을 얻는 성과를 거뒀다.

결과적으로 연구팀은 새로 개발한 나노입자 기반 항암 백신을 기존 항암 면역 치료제로 주목받고 있는 면역 관용 억제제를 병용하여 투여 순서와 시기를 적절히 조절, 사용하면 효능은 물론 치료 효과를 크게 증대시킬 수 있음을 확인했다.

KAIST 생명과학과 김유진 박사과정, 강석모 박사가 공동 제1저자로 참여한 이번 연구는 화학 분야 국제 학술지 독일화학회지 '앙게반테 케미' 5월 19일자 온라인판에 게재됐다.

▲항암 나노백신과 면역관용억제제 PD-1 항체의 순차적 병용을 통해 효과적으로 종양 성장과 종양 재발을 억제할 수 있음을 확인했다. (카이스트 제공)

항암 백신은 종양 항원 특이적 면역 반응을 유도할 수 있다는 장점에도 불구하고, 면역 회피가 유도돼 우리 몸에서 백신에 대한 저항성이 발생할 수 있다는 한계가 있다. 최근 항암 치료제로 주목받고 있는 면역 관용 억제제의 경우 면역 억제를 되돌려 항암 효과를 유도할 수는 있으나, 적절한 면역 반응이 존재하지 않는 경우 효과가 극히 제한적인 것으로 알려져 있다.

연구팀은 이 같은 한계를 극복하기 위해 항암 백신과 면역 관용 억제제의 병용요법 진행을 통해 병용요법의 치료 효능을 증대시킬 수 있는 전략을 활용했다. 특히 항암 백신의 효능 증가를 위해 나노입자 전달 플랫폼을 새롭게 개발했다. 결과적으로 새로 개발한 나노입자 백신이 기존 대비 항원과 T 세포 기반 특이적 면역 반응을 더욱 증가시킬뿐만 아니라 종양 동물모델에서 효과적인 암 예방 및 치료 효과를 거두는 성과를 확인했다.

연구팀은 항암 나노 백신의 치료 효과를 더욱 증대시키기 위해 면역 관용 억제제인 'PD-1 항체(활성화된 T 세포의 표면에 있는 단백질)'와 병용해 진행했는데 병용 순서에 따라 치료 효능이 달라질 수 있음을 발견했다. 이 밖에 나노 백신과 PD-1 항체의 병용 치료를 순차적으로 시기를 조절하면 종양 성장과 종양 재발을 효과적으로 억제한다는 사실도 함께 입증했다.

전상용 교수는 "효과적인 항암 면역치료를 목적으로 나노입자 백신을 개발했다"며 "기존 항암 백신 및 면역 관용 억제제가 가지는 한계를 극복할 수 있는 새로운 병용요법 전략도 개발했는데, 이를 통해 향후 다양한 항암 면역치료법에 적용해 치료 효능을 더욱 증대시킬 수 있을 것"이라고 말했다.

한편 이번 연구는 한국연구재단의 리더연구사업 및 바이오 의료기술 개발사업의 지원을 받아 수행됐다.