[발로 그린 암과 면역] 암세포가 면역체계의 공격을 피하고 진정한 암으로 거듭나는 과정

우리 몸의 면역체계는 항상 암의 발생을 감시하고 발생할 시 이를 적절하게 제어하는 시스템을 갖추고 있습니다. (암세포에 대항하는 우리의 면역력 참고)

그런데 왜 이렇게 많은 사람들이 암에 걸리고, 암으로 사망하는 것일까요?

바로 암은 면역세포의 공격을 받으면서, 점점 면역체계를 속이고, 면역감시에서 벗어나게 되기 때문입니다. 그 과정은 3E 라고 해서 제거 (Elimination), 평형 (Equilibrium), 탈출 (Escape)의 세 가지 과정으로 이루어 집니다.

첫번째 제거(Elimination) 과정은 전편에서 소개해드린, 면역세포가 암세포를 적절하게 제거하는 과정을 말합니다.

두번째 평형(Equilibrium) 과정은 암세포가 면역체계에 의해 제거되다가 유전적으로 불안정해지고, 돌연변이가 발생하고, 결국 저항성을 갖는 세포들이 살아남는 과정입니다. 이는 흡사 다윈의 진화론과 자연선택설을 축소해놓은 현상입니다.

이 과정은 가장 긴 세월동안 이루어지며 처음 암세포의 발생부터 실제 암이 발견되기까지 20년 이상 걸릴 수도 있습니다. 이 기간동안 점점 돌연변이가 심하고 유전적으로 더 불안정한 세포들이 더 많이 살아남게 됩니다. 하지만 면역기능이 활발하여 아직 육안으로 보일정도로 암덩어리를 형성하진 못하고 숨죽이며 있는 상태입니다.

탈출 (Escape)

이제 살아남아 암세포들은 면역감시체계를 피하기 위해 갖가지 수를 쓰기 시작합니다.

1. 면역 기능 감소

면역기능이 떨어진 사람들은 암에 더 잘걸립니다. 나이가 들수록 면역기능이 자연스럽게 떨어지게 되는데 이로 인해 나이가 많을수록 암에 더 걸릴 확율이 높이지기도 합니다. 이런 개념을 흔히들 '면역력'이라고 표현하곤 합니다.

암세포들은 면역기능을 억제시키는 신호물질을 발생시킵니다. 이를 면역억제 사이토카인 (immunosuppresive cytokines) 라고 하는데 대표적인 물질로 TGF-β나 IL-10 등이 있습니다.

또한 우리 몸 자체에도 면역기능을 억제시키는 역할을 하는 세포들이 있습니다. 대표적으로 조절 T 세포 (Treg) 와 골수유래 억제세포 (MDSC) 등이 있습니다. 암세포는 이들로 하여금 면역기능을 억제시키도록 유도합니다.

2. 암세포의 변형

수상돌기세포가 활성화되어 세포독성 T세포와 함께 암을 죽이려면 암을 인지할 수 있게 하는 항원이 있어야 합니다. 하지만 암세포가 변이를 거듭하면서 이 항원이 적어지고, 암세포를 알아차리기 힘들어지게 됩니다.

3. 암세포 주변 환경

암세포 주변 환경이 변합니다. 이로 인해 면역 세포들이 암세포 근처로 오지 못하거나 제대로 기능을 못하게 됩니다. 예를 들어, 혈관이 비정상적으로 자라고, 산소가 매우 부족하며, 또한 면역기능 억제 신호물질들이 많이 분포하게 됩니다.

4. 체크포인트 리간드와 수용체

체크포인트 (checkpoint) 는 직역하면 '검문소'라는 말입니다. 세포독성 T세포가 암세포를 죽이려면 검문소에서 걸려야하는데, 어떤 암세포는 이 검문소를 그냥 지나치는 프리패스를 가지게 됩니다. 대표적인 것이 PD-L1 (programmed death-ligand 1)과 CTLA-4 (cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen-4) 입니다. 이러한 체크포인트 리간드를 가지게 되면 세포독성 T세포는 암세포를 죽이지 못하고 지나치게 됩니다.

최근 개발된 대부분의 면역치료제들은 바로 이 체크포인트 리간드나 수용체를 억제시키는 약제입니다. 즉, 암세포가 검문소를 그냥 통과하지 못하도록 막아주는 약들인 것이죠.

(이필리무맙 ipilimumab 은 CTLA-4 억제하는 항체입니다.)

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이런 식으로 암세포는 우리 면역체계를 속이고 탈출하게 되면 몸 여기저기를 들쑤시고 다닐 수 있게 됩니다. 아직까지 암면역학은 완전히 밝혀진 상태는 아니며, 의학계에서도 이러한 암의 면역수정기전을 완벽하게 이해하지 못한 상황입니다. 하지만, 최근 암면역학에 대한 관심이 높아지면서 전세계적으로 굉장히 많은 연구들이 진행되고 있습니다.

앞으로 면역학의 발전과 면역치료제의 개발로 암치료의 판도가 어떻게 달라지게 될지 기대가 됩니다.

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Reference

1. Gavin P. Dunn, Lloyd J. Old, and Robert D. Schreiber. THE THREE ES OFCANCER IMMUNOEDITING. Annu. Rev. Immunol. 2004. 22:329–60.
2. Deepak Mittal, Matthew M Gubin, Robert D Schreiber, and Mark J Smyth. New insights into cancer immunoediting and its three component phases — elimination, equilibrium and escape. Curr Opin Immunol. 2014 April ; 27: 16–25.

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