차 의과학대학교 분당 차병원(원장 윤상욱) 외과 이용준 교수팀은 KAIST·삼성서울병원·분당서울대병원·연세의대·유성선병원 연구팀과 함께 저산소 환경의 종양에서 면역이 억제되는 원리를 규명하고, 이를 기반으로 한 새로운 면역치료 전략을 제시했다. 연구 결과는 ‘투명세포 신세포암의 CD39⁺CD8⁺ T 세포: 종양 특이성과 면역억제의 이중적 역할’(Tumor-specific but immunosuppressive CD39+CD8+ T cells exhibit double-faceted roles in clear cell renal cell carcinoma) 제목으로 국제 학술지 Cell Reports Medicine(IF 10.6) 최신호에 게재됐다.

  이용준 교수 연구팀(사진)은 저산소 환경이 특징적인 투명세포형 신장암을 대상으로, 종양 안에서 비정상적으로 증가하는 CD39⁺CD8⁺ T세포를 분석했다. 암이 진행될수록 내부가 저산소 환경으로 변하며 면역반응이 급격히 저하된다는 점에 주목해, 종양 주위의 저산소 미세환경에 존재하는 CD39⁺CD8⁺ T세포의 특성과 기능을 연구하였다. 

그 결과, CD39⁺CD8⁺ T세포는 암을 정확히 인식하는 ‘종양특이 T세포’인 동시에 저산소 환경에서는 면역 반응을 억제해 암 성장을 돕는 역할도 수행하는 ‘양면적 기능’을 가진다는 사실을 확인했다. 즉, 저산소 환경에서는 같은 T세포가 암 공격과 면역 억제를 함께 동시에 유발하는 독특한 기전임을 처음으로 규명한 것이다

연구팀은 다기관 임상 코호트 연구를 통해 종양 내 CD39⁺CD8⁺ T세포 비율이 높을수록 수술 후, 재발 위험이 증가한다는 사실을 확인했다. 반면, PD-1 면역항암제로 치료했을 때, 더 높은 치료 효과를 보였다. CD39⁺CD8⁺ T세포가 종양 내 저산소 환경으로 인해 본래의 항암 기능이 억제돼 있었으나, PD-1 면역항암제 투여 시 T세포의 기능을 회복해 강력한 항암 효과를 나타내는 것으로 분석했다. 

또한 CD39⁺CD8⁺ T세포가 생성하는 아데노신(adenosine)에 의해 활성화되는 A2A 수용체 신호를 차단하면 종양 내 면역억제 작용이 크게 줄어들고, 현재 널리 사용되는 ‘aPD-1’ 면역항암제의 치료 효과가 더욱 높아지는 것으로 확인됐다.

투명세포형 신장암은 신장암의 70~80%를 차지하는 가장 흔한 유형이지만, 저산소 반응 경로의 활성화와 면역억제적 종양 미세환경 형성 등 특유의 생물학적 특성으로 인해 치료가 상대적으로 어려운 것으로 알려져 있다. CD39⁺CD8⁺ T세포 비율은 암 조직검사를 통해 분석할 수 있다.

이번 연구는 CD39⁺CD8⁺ T세포에 대한 심층적 이해를 바탕으로 수술 후 재발 위험과 면역치료의 반응을 예측할 수 있을 뿐 아니라 ‘A2A 억제제와 ‘PD-1’ 항암제의 새로운 병용 면역치료 전략까지 제시함으로써 세 가지 중요한 임상적 의미를 동시에 도출했다.

분당차병원 외과 이용준 교수는 “이번 연구 결과는 CD39⁺CD8⁺ T세포의 중요한 양면성 기전을 발견했다는 점에서 큰 의미가 있다”며 “향후 지속적인 연구를 통해 투명세포형 신장암 뿐만 아니라 저산소 미세환경을 갖는 진행성, 재발성 고형암 환자에게 맞춤형 면역항암 치료 전략을 구현할 수 있을 것으로 기대한다.”고 밝혔다.

한편, 본 연구는 KAIST 의과학대학원 신의철 교수, 삼성서울병원 강민용·서성일 교수, 연세의대 정민선 교수, 분당서울대병원 전승혁 교수, 유성선병원 변선주 교수, 분당차병원 여진희 연구원 등이 참여한 공동연구로 진행됐다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 바이오·의료기술개발사업(RS-2024-00439160), 기초연구사업(RS-2023-00248383), 그리고 글로벌 박사 펠로우십(NRF-2018H1A2A1063212)의 지원을 받아 수행되었으며, 연구에 활용된 다중면역형광 분석은 경기도경제과학진흥원의 기술 지원을 통해 이뤄졌다.

사진  투명세포형 신장암에서 CD39⁺CD8⁺ T세포 고비율, 저비율 그룹에서의 차이.