미국 국립암연구소(NCI)에 따르면 미국에서 매년 10만 명의 환자 중 4명이 걸리는 AML은 혈액으로 전이되기 전에 골수를 먼저 공격하는 암의 일종이다. 치료에는 표적 화학요법, 줄기세포 이식이 쓰인다. 하지만 이들 환자 가운데 최대 40%가 줄기세포를 이식받은 뒤 재발한다. 평균 생존 기간도 6개월에 그친다. 면역요법이 AML 완화의 유일한 희망이다.
연구팀은 어떤 환자는 면역요법의 혜택을 받는 반면, 다른 환자는 그렇지 않은지에 대한 의문을 품었다. 이 때문에 백혈병 골수 미세환경의 조정된 면역 네트워크가 세포 치료 반응에 어떤 영향을 미치는지 조사했다. 종전 연구 결과를 보면 재발성 AML에 대한 치료법인, 기증자 면역 세포를 이용한 '기증자 림프구 주입(DLI)'의 5년 생존율은 24%에 그친다.
연구 결과에 따르면 DLI에 반응하는 환자들에게 치료에 중요한 역할을 하는 독특한 면역세포인 T세포 집단이 존재하는 것으로 나타났다. 이들 T세포는 면역 반응을 강화해 백혈병과 싸운다. 또한 이들 세포는 골수 내 면역 환경이 더 건강하고, 더 활동적이며, 더 다양한 환자일수록 항암 능력을 훨씬 더 잘 발휘하는 것으로 드러났다.
연구의 제1저자인 엘햄 아지시 부교수(생물의학공학)는 "독자적인 전산 방식(DIISCO 접근법)을 활용해 독특한 T세포 집단과 다른 면역세포 사이의 주요 상호 작용이 환자의 완치로 이어질 수 있음을 알아냈다"고 말했다. 그는 "이들 T세포를 분석한 결과, 기증자의 면역세포 구성은 환자 치료의 성공에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않는 것으로 밝혀졌다. 치료의 성공 여부는 환자의 면역 환경에 의해 결정된다"고 설명했다. DIISCO는 임상 표본에서 프로파일링된 암세포와 면역세포에 초점을 맞춰 세포 상호작용이 시간에 따라 어떻게 변화하는지를 분석하는 데 쓰는 기계학습 방법이다.
아지시 부교수는 "이번 연구 결과는 백혈병에서 성공적인 면역요법 반응의 메커니즘을 밝히고, 혁신적인 기계학습 도구를 통해 효과적인 치료법을 개발하는 데 필요한 로드맵을 제공한다"고 말했다. 그는 "암 면역요법을 크게 개선할 수 있다는 희망을 갖게 됐다"고 강조했다. 연구팀은 재발성 AML 환자의 예후를 개선하는 임상시험을 위해 더 많은 연구가 필요하다고 말했다.
이 연구에는 '다나 파버 암 연구소(DFCI)'도 참여했다. 이 연구 결과(Coordinated immune networks in leukemia bone marrow microenvironments distinguish response to cellular therapy)는 국제학술지 《사이언스 면역학(Science Immunology)》에 실렸다.