[과학을읽다]암 속에 면역을 심다

초음파로 '면역 사막'을 깨우는 새로운 치료법

암 면역치료는 혁신이었지만, 많은 암 앞에서는 힘을 쓰지 못했다. 면역세포가 암 조직안으로 들어가지 못하는 이른바 '면역 사막'이 형성돼 있었기 때문이다. 약물이 몸 전체를 돌지만 정작 암 내부에서는 면역 반응이 일어나지 않는 구조적 한계가 치료 효과를 가로막아 왔다.

이 한계를 정면으로 겨냥한 새로운 접근이 국내 연구진에 의해 제시됐다. 암 조직 내부에서만 면역을 선택적으로 활성화해 면역이 거의 작동하지 않던 공간을 '면역 오아시스'로 바꾸는 기술이다.

고형암 주변의 면역 환경을 변화시켜 항암 면역 반응을 유도하는 치료법이다. 열반응성 수화젤과 고강도 초음파를 이용해 암 주변에서 국소 면역반응을 자극하고 면역세포를 재활성화한다. 연구팀 제공

한국과학기술연구원(KIST)은 김영민 생체재료연구센터 박사와 한성민 바이오닉스연구센터 박사 연구팀이 초음파를 이용해 암 내부에서만 면역 반응을 유도하는 새로운 암 면역치료 기술을 개발했다고 밝혔다.

초음파로 암 안에서만 면역을 깨우다

연구팀은 면역을 활성화하는 물질을 담은 주입형 젤을 암 조직에 직접 주사한 뒤, 몸 밖에서 초음파를 가하는 방식을 고안했다. 초음파가 도달한 부위에서만 암 조직이 물리적으로 분해되며 암 항원이 방출되고, 동시에 젤이 면역세포가 쉽게 흡수할 수 있는 나노 크기의 면역 자극 물질로 전환되도록 설계했다.

이로 인해 면역 자극은 암이 있는 위치에만 정밀하게 집중된다. 기존처럼 면역보조제가 전신으로 퍼지며 부작용을 일으킬 가능성은 줄이면서, 암 내부에서는 강한 면역 반응을 유도할 수 있는 구조다. 연구팀은 이 개념을 암 속에 작은 '면역 오아시스(Immunoasis)'를 형성하는 치료 전략으로 설명했다.

면역세포 2배 증가…기존 면역항암제 효과도 확대

동물 실험 결과, 해당 기술을 적용한 암 조직에서는 암을 공격하는 면역세포가 뚜렷하게 증가했다. 면역 반응의 핵심인 T세포 수는 기존 치료 대비 2배 이상 늘었고, 면역 반응이 거의 없던 암 조직이 면역이 활성화된 환경으로 전환되는 변화가 확인됐다.

그 결과 종양 성장 억제 효과와 함께 생존 기간이 약 30% 증가했다. 기존 면역항암제와 병용했을 때 치료 효과가 더욱 커지는 점도 관찰돼, 면역항암제가 잘 듣지 않던 암에서도 반응률을 높일 수 있는 보조 치료 전략으로서 가능성을 보여줬다.

Advanced Materials back cover 이미지. Advanced Materials 제공

이번 기술은 주사와 초음파만으로 치료가 가능하다는 점에서도 의미가 크다. 수술 부담이 크거나 치료 접근이 어려운 환자도 비교적 간단한 방식으로 적용할 수 있고, 한 번 젤을 주입한 뒤에는 초음파의 강도와 시점을 조절해 환자 상태에 맞춘 치료가 가능하다. 연구팀은 이 기술이 향후 초음파 장비와 결합된 새로운 암 치료 플랫폼으로 발전할 수 있을 것으로 보고 있다.

김영민 한국과학기술연구원 박사는 "면역이 거의 작동하지 않던 암 조직 내부를 면역이 살아나는 공간으로 바꾸는 것이 이번 연구의 핵심"이라며 "환자의 부담은 줄이면서도 기존 면역항암제의 효과를 높일 수 있는 새로운 암 면역치료 전략으로 이어지길 기대한다"고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 지원을 받아 수행됐으며, 연구 성과는 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)'에 게재됐다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr