[이코리아] 올해 노벨 생리의학상은 혼조 타스쿠(本庶佑·76) 일본 교토대 교수와 제임스 앨리슨(70) 미국 텍사스대 엠디앤더슨 암센터 교수에게 돌아갔다. 상금은 900만 크로나(약 11억 3000만원)로, 두 사람이 나눠 갖는다.

스웨덴 노벨위원회는 1일(현지시각) 기자회견을 열고 "두 사람이 연구한 면역 항암제는 작동 방식은 다르지만, 암세포를 억제하는 데 효과가 있다”고 밝혔다. 두사람의 가장 큰 업적은 인체 면역 매커니즘에서 중요한 역할을 하는 ‘면역관문 수용체’(immune checkpoint receptor)를 발견하고 그 기능을 규명한 것이다.

면역관문 수용체는 인체에서 면역기능을 활성화 또는 비활성화시키는 일종의 스위치 역할을 한다. 예컨데 면역력이 떨어졌을 때는 작동시간을 늘려 방어기능을 최고로 올리는가 하면 지나친 면역 활성으로 정상 세포가 손상됐을 때는 작동시간을 줄이는 식이다.

앨리슨 교수는 25년간 면역세포 활성화에 관여하는 물질인 CTLA-4에 대한 연구를 진행했다. 그는 CTLA-4가 면역체계를 관장하는 T-세포에 브레이크 기능을 한다는 것을 규명하고, 이 브레이크를 풀어 면역세포가 종양을 공격하게끔 하는 항체를 개발했다. 그의 연구는 1994년 말 쥐 실험 성공으로 이어지면서 큰 반향을 불러일으켰다.

혼조 교수도 1992년 면역 항암제의 핵심 물질 PD-1을 발견했다. 그는 T-세포 표면에 발현되는 단백질 PD-1이 면역세포에 대한 브레이크 기능을 하지만, 다른 매커니즘으로 작동한다는 사실을 입증했다. 그는 이후 PD-1 단백질을 억제하는 방식을 암 환자 치료에 접목해 치료 효과를 확인하는 성과를 거뒀다.

두 사람의 연구 성과에 기초한 면역관문억제제(면역 항암제)는 3세대 항암제로 불리며 최근 주목받고 있다. 기존의 항암제가 암세포나 암 유전자를 직접 공격하는 방식이었다면 면역 항암제는 환자의 면역세포를 활성화해 암을 치료하는 개념이다.

항암 치료는 암세포와 면역세포의 전쟁에 비유된다. 항암제는 암세포는 물론이고 정상 세포까지도 공격할 수밖에 없는데, 이를 최소화하는 게 항암제 개발의 역사다. 1세대 화학 항암제는 암세포 뿐만 아니라 정상 세포도 공격해 부작용이 많았다. 이와 비교해 2세대 표적 항암제는 암세포 주변 조직까지 공격하는 부작용을 최소화했다. 하지만 항암제 장기 투여에 따른 암세포 내성은 극복하진 못했다. 

면역 항암제는 면역세포 활성화를 통해 항암제 내성을 극복한다. 이에 대해 앨리슨 교수는 “면역 항암요법은 면역세포가 암세포를 공격하도록 하는 게 핵심”이라며 “암세포는 체내 면역체계로부터 공격당하지 않도록 하는 특수한 능력이 있는데 이를 해제하는 것”이라고 말했다. 

치료제로서의 가능성을 가장 먼저 보여준 면역관문억제제는 2010년에 악성흑색종 치료제로 개발된 이필리무밥(여보이)이다. 이필리무밥은 앨리슨 교수가 개발한 CTLA-4 항체를 이용한 방식이다.

이필리무밥이 성공한 이후 2012년에는 악성흑색종뿐만 아니라 폐암 등에 대해 쓸 수 있는 니볼루밥(옵디보)과 펨브롤리주맙(키투르다)이 잇따라 성공적으로 개발됐다. 이들 면역항암제는 이필리무밥과 달리 혼조 다스쿠 교수가 개발한 PD-1 단백질을 억제하는 방식으로, 현재도 이와 비슷한 개념의 다양한 면역관문억제제들이 개발 중이다. 

면역관문억제제의 장점은 상대적으로 낮은 부작용과 장기간의 효과 지속으로 암의 완치까지도 바라볼 수 있다는 점이다. 물론 모든 환자에게 이런 효과가 나타나는 건 아니다. 이들 항암제의 반응률이 15∼45% 수준으로 여전히 낮은 점은 향후 해결해야 할 숙제로 꼽힌다.

한편 이번 혼조 교수의 노벨상 수상으로 일본 출신 생리의학상 수상자는 5명으로 늘었다. 일본은 2015년과 2016년에도 노벨 생리의학상 수상자를 배출했으며, 지금까지 노벨과학상 23명 등 모두 26명의 노벨상 수상자를 배출했다.