NK 세포가 뭐기에...난치성 혈액암 치료 '새 길' 열리나
질병 진행 막는 효과 확인
서울아산병원 혈액내과 이규형 교수와 한국생명공학연구원 최인표 명예연구원(인게니움 테라퓨틱스 최고연구책임자), 카이스트 바이오및뇌공학과 조광현 교수팀의 연구 내용이다.
연구팀은 혈액 백혈구에 들어있는 면역세포 중 하나인 NK세포(자연살해세포)를 활용했다. NK세포는 암 세포의 근원이 되는 암 줄기세포를 감지해 파괴하는 기능으로 주목받고 있다.
체내 면역체계에서 최전방(1차 방어작용, 선천면역)을 담당하는 NK세포는 이전의 면역 작용(항원-항체 반응)이 없어도 암세포나 감염성 병균과 같은 항원을 스스로 찾아내고 제거까지 한다는 점에서 후천적 면역세포(T세포나 B세포)와 다르다.
◆NK세포, 골수 이식 후 백혈병 '추가 진행' 막고 '면역력 회복' 도와
연구 결과에 따르면 골수 기증자의 NK세포를 투여받은 급성골수성백혈병, 골수형성이상증후군 환자 40명의 질병 진행도는 비투여군(36명) 대비 절반 가량 감소했다.
이들 환자는 2015~2018년 사이 부모 혹은 자녀 관계의 기증자에게 골수를 이식받은 후, 같은 기증자의 혈액 속 NK세포를 2~3주에 걸쳐 2회 투여 받았다.
이후 연구팀은 2020년 9월까지 최대 30개월 동안 환자의 혈중 림프구 수치, 세포 독성 등을 정기적으로 측정하며 병의 진행 상황을 확인했다. 이 결과, 투여군에서 병이 진행한 사례는 35%에 불과했지만, 비투여군에선 61%로 나타났다.
골수이식 후 3개월이 지난 시점에서의 면역력 회복 정도도 차이가 컸다. 투여군의 백혈구 내 NK세포와 T세포의 평균 숫자가 비투여군보다 각각 1.8배, 2.6배 더 많았다.
전체 관찰 환자 대부분(76명 중 57명)이 골수이식 효과가 매우 낮았음(불응성)에도 연구가 진행되는 동안 NK세포 투여군 중 77%의 병증이 완전히 차도를 보였다. 비투여군(52%) 대비 크게 높은 수준이다.
연구팀은 세포 분석을 통해 그 이유를 찾았는데, 기증자의 NK세포를 투여한 환자들의 혈액 속에는 '암세포를 기억하고 있는 NK세포'(기억-유사 NK세포, memory-like NK cell)의 수가 비투여군보다 34배나 많았다.
즉, NK세포가 이전의 면역작용으로 제거했던 암세포 종류(항원)을 기억했기 때문에 재차 암세포를 공격하고 제거하기 쉬웠던 것이다. 뿐만 아니라 기억-유사 NK세포가 T세포의 '면역 기억반응'(메모리 CD8 T세포 증식)에도 영향을 줘 항암 효능을 더욱 높였다.

◆ "임상 2상 준비 중... 난치성 혈액암 치료 대안 제시"
연구팀은 이번 연구가 난치성 암 치료의 새로운 대안을 제시했다고 자평했다. NK세포를 활용한 면역 항암치료 방법과 관련해 지금까지의 연구 중 가장 수준 높은 근거를 제시했기 때문이다.
특히 연구 대상 질환을 비롯한 고위험군 난치성 혈액암은 기존의 항암 치료제에 잘 반응하지 않는 데다 환자가 골수 이식을 받아도 재발이 잦았기에 새로운 치료제에 대한 요구가 높은 상태다.
이규형 교수는 "이번 연구를 통해 난치성 혈액질환에서 NK세포의 효과를 임상적으로 확인할 수 있었다"면서 "그간 추가 치료가 불가능했던 많은 환자들이 사용할 수 있는 NK세포 치료제 개발 연구를 이어가겠다"고 말했다.
연구팀은 2000년대 초부터 말초단핵구로부터 NK세포를 분화·증식시키는 핵심 원천 기술을 개발해왔고, 인체 면역시스템 연구를 기반으로 암환자의 항암면역NK세포치료제 및 관련 면역항암제 개발을 전문으로 하고 있는 기업인 인게니움테라퓨틱스에 기술을 이전해 상용화를 준비 중이다.
이번 연구는 연구자 주도 임상 2상으로 진행했으며, 결과는 혈액암 분야 세계 최고 권위 학술지인 '루케미아(Leukemia, IF=12.897)' 온라인판(https://www.nature.com/articles/s41375-023-01849-5)에 게재됐다. 후속 연구로는 NK세포 치료제의 '조건부 허가'를 위해 급성골수성백혈병 환자군을 대상으로 국내 의료기관 3곳에서 일반 임상시험 2상을 준비 중이다.