암 치료의 혁신, 면역항암제가 온다

찰스 그레이버

미국의 저널리스트. 〈뉴욕 타임스〉 〈내셔널 지오그래픽 어드벤처〉 〈뉴요커〉 〈뉴욕 매거진〉 〈GQ〉 〈가디언〉 〈보스턴 매거진〉 〈MIT 테크놀로지 리뷰〉 〈파퓰러 사이언스〉 〈아웃사이드〉 〈블룸버그 비즈니스위크〉 〈보그〉 〈하레츠〉 〈살롱〉 등의 매체에 글을 써왔으며, 〈와이어드〉지 객원 편집자를 지냈다. 해외기자클럽의 국제저널리즘상, 전미잡지상 등을 수상했고, 버지니아 창조예술센터와 알프레드 P. 슬론 재단에서 연구비를 받았다.
우리말로도 번역된 논픽션 《그 남자, 좋은 간호사 The Good Nurse》는 ‘문학적 범죄 기록’과 ‘저널리즘으로 이루어진 소설’이라는 찬사를 받으며 〈뉴욕 타임스〉 베스트셀러 및 에드거상 최종 후보에 올랐다. 현재 뉴욕 작가공동작업실, 미국 해외기자클럽, 전쟁?가난?박해로 인한 난민을 돕는 국제비영리기구 빌딩 마케츠Building Markets의 이사로도 일하고 있다. 홈페이지 www.charlesgraeber.com

서문

서막
1. 환자 101006 JDS
2. 간단한 아이디어
3. 어둠 속의 희미한 불빛
4. 유레카
5. 제거, 평형, 탈출
6. 악전고투
7. 키메라
8. 골드러시가 지나간 후
9. 바로 지금

감사의 말

부록 A 현재 시행 중이거나 곧 가능해질 면역요법들
부록 B 혁신적 항암면역요법의 간략한 역사
부록 C 일화로 본 질병, 문명, 면역 간략사

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옮긴이의 말
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면역은 어떻게 암을 이기는가
100년을 끌어온 면역요법의 수수께끼가 풀리고, 암 치료의 돌파구가 열렸다!
사이비 과학으로 매도되던 면역요법은 어떻게 현대 의학의 최첨단에 서게 되었는가? 인간 면역계의 작동 원리에서 항암면역요법의 역사와 현재, 가능성과 한계, 그리고 풀어야 할 숙제까지, 치밀하고 박진감 넘치는 필치로 그려낸 매혹적인 의학 연구의 현장! 암세포의 속임수를 밝혀내고 타고난 면역 기능을 이용해 암과 싸우게 한다는 아이디어가 현실이 되기까지의 기나긴 여정은 이 연구에 일생을 바친 수많은 과학자와 의사 도전과 실패와 승리, 수많은 환자들의 불굴의 희망과 헌신, 그리고 꺼지지 않는 인간애가 어우러진 한 편의 드라마이기도 하다.

타고난 면역기능을 이용해 암을 치료한다는 아이디어가
현실이 되기까지의 감동적이고 흥미진진한 이야기
‘왜 우리 면역계는 암에 맞서 싸우지 않는 것일까?’ 수십 년간 의사들과 과학자들은 이 당혹스러운 수수께끼 앞에서 고개를 갸웃거렸다. 그 답은 암이 몇 가지 속임수를 동원하여 정상 면역반응의 스위치를 내린다는 데 있다. 최근에야 과학자들은 그 속임수가 정확히 무엇인지 밝혀내고, 이를 물리칠 방법을 알아냈다. 많은 사람들이 이 방법을 암 치료 분야에서 “페니실린을 개발한 것과 같은 순간”이라고 부른다. 이로써 암 세포 자체를 공격하는 기존의 치료법에서와 달리 몸속의 면역 세포가 암 세포와 싸우도록 작동하는 면역항암제 개발의 길이 열렸고, 더 정교하고 효과적인 치료가 가능하도록 개선된 치료제들이 속속 등장해 길게 늘어선 임상시험의 대열에 합류하고 있다. 그리고 바로 이 항암면역요법을 통해, 치료가 불가능한 것으로 여겨지던 말기암 환자들이 기적처럼 완치되는 일들이 벌어지고 있다.
〈뉴욕 타임스〉 베스트셀러 작가이자 의학 저널리스트인 찰스 그레이버는 이 책에서 한때 사이비과학 혹은 기적으로 여겨지던 항암면역요법이 오늘날 암 치료의 새로운 패러다임으로 인정받기까지 수많은 이들이 겪었던 분투와 시행착오, 발견의 역사를 그려내고, 우리 몸의 면역계가 작동하는 방식, 면역항암제의 원리를 이해하기 쉽기 설명한다. 100여 년 전 ‘단독균’을 주입한 뒤 격렬한 면역반응을 겪은 끝에 환자의 암이 녹아내리는 것을 목격한 의사 윌리엄 콜리가 남긴 기록을 비롯한 수많은 의학 논문과 문헌을 면밀하게 검토하고, 2018년 노벨생리의학상 수상자인 제임스 앨리슨을 포함한 의사와 연구자, 환자들을 인터뷰하여 우리 시대의 놀라운 과학적 발견을 자세히 그려냈다. 이 같은 성취 뒤에는 새롭고 희망찬 과학을 개척하고 가다듬고 검증하는 데 힘을 보탠 천재들, 회의주의자들, 진정한 신념을 지닌 사람들, 그리고 무엇보다 목숨을 걸었던 환자들과 목숨을 잃은 훨씬 더 많은 환자들의 스토리가 있다.
옮긴이의 말처럼, “역사와 과학과 휴먼 드라마가 세 가닥의 실이 하나로 꼬이듯 탄탄하게 결합하여 현재 인류가 맞닥뜨린 최대의 질병인 암과 우리 몸속에 잠재된 기적의 치유법인 면역, 그리고 그들의 관계를 생생하게 보여주는” 책이다.

기대
2018년 노벨생리의학상은 면역관문 억제를 통한 암 치료법을 발견한 공로로 제임스 앨리슨과 혼조 다스쿠 교수에게 돌아갔다. “면역 체계의 고유한 능력을 자극해 종양 세포를 공격하게 함으로써 암 치료에 대한 전혀 새로운 원칙을 확립했다. 면역관문 억제를 통한 치료는 이제 암 치료에 혁명을 일으켰고, 암을 바라보는 방식을 근본적으로 바꾸었다”는 선정 이유가 공허한 수사에 그치지 않음은 실제로 얼마나 많은 암 연구소와 제약회사들이 면역항암제 개발에 뛰어들고 있는지를 보면 바로 알 수 있다.

“2018년 6월 현재 혁신치료제 지정breakthrough designation 및 FDA 승인을 목표로 시험 중인 새로운 면역항암제는 약 940종으로 보고된다. 그 외에도 1,064종의 새로운 면역요법제가 수많은 연구실에서 전임상 단계를 거치고 있다. 불과 몇 년 사이에 2,004종에 이르는 새로운 항암제가 연구되고 있는 것이다. 의학에서 이런 변화 속도는 매우 이례적이며, 항암치료 분야에서는 처음 있는 일이다. 독자들이 이 책을 읽을 때쯤이면 그 숫자와 이들을 뒷받침하는 과학은 또다시 성큼 나아가 있을 것이다.” _283쪽

역사
타고난 면역기능을 이용해 암과 싸울 수 있다는 생각이 늘 이렇게 환영받았던 것은 아니었다. 오히려 그 반대였다. 말기 암 환자가 세균 감염으로 한바탕 앓고 난 뒤에 종양이 사라졌다는 보고가 이따금 있긴 했지만, 다만 신비로운 일화 정도로 치부되기 일쑤였다. 당시의 과학으로는 어째서 이런 일들이 벌어지는지 도무지 이해할 수 없었던 까닭이다. 하지만 이러한 신비로운 현상에 주목하고 이를 면역계와 관련지어 사고한 선구자들이 있었다. 대표적인 예가 책의 2장에 소개된 윌리엄 콜리다. 1800년대 말 뉴욕의 의사 콜리는 치명적인 ‘단독균’에 감염된 프레드 스타인이라는 말기 암환자에게서 종양이 사라졌다는 의무기록을 읽고, 이를 직접 눈으로 확인하는 일에 나선다. 손쓸 수 없을 정도로 암이 진행된 환자에게 단독균을 주입해 면역반응을 이끌어내려는 실험은 대성공이었다. 육종이 깊이 진행되어 수술 후에도 가망이 없어 보이던 환자는, 단독균 ‘접종’ 후 고열을 동반한 면역반응으로 며칠을 끙끙 앓은 끝에 종양이 녹아 흘러내렸고, 얼마 지나지 않아 깨끗이 회복된다. 수차례 효과를 확인한 콜리는 단독균을 약독화하여 ‘콜리독소’라는 이름의 치료제를 개발해 판매하지만, 환호는 잠깐에 그쳤다. 미국 암학회는 그의 독소를 ‘입증되지 않은 암 치료법 목록에 올렸고(10년 뒤에 이러한 판정을 번복하지만 한번 땅에 떨어진 평판은 회복되지 못했다), 당시 각광받던 방사능 요법과 뒤이어 주목받던 항암화학요법에 밀려 (콜리의 면역요법은 이들보다 오히려 더 뛰어난 치료 성적을 보였음에도) 의학계에서 금기시되고 만다.
시간이 흘러 인간의 면역계를 구성하는 요소들이 상당수 밝혀진 뒤에도, 면역요법은 비웃음을 사기 일쑤였다. 건전한 사고를 하는 의학도라면 항암면역요법 연구 같은 데는 얼씬도 하지 말아야 했다. 물론 항암면역요법이 기적의 치료법으로 여겨지며 반짝 조명을 받던 때도 종종 있었다. 예를 들어 1980년에 이르러 유전자 재조합 기술의 개발에 힘입어 대량생산이 가능해진 인터페론은 〈타임〉에서 ‘암에 대한 페니실린’라는 제목의 커버스토리로 다룰 정도로 기대를 모았던 물질이었다. 인터페론을 생산하는 생명공학 회사들에 투자 붐이 일기도 했으나, 오래가지 못했다. 미 국립 암연구소의 스티븐 로젠버그 박사가 인체에서 T세포를 대량으로 생산해내도록 자극하는 인터루킨-2라는 약물을 환자들에게 시험한 결과를 발표했을 때도 비슷했다. ‘암 치료의 돌파구(Breakthrough)’라는 표현이 기사에 오르내렸지만, 실제 완벽한 돌파구를 바라던 대중들이 만족할 정도의 결과를 내는 것은 아니었음이 알려지자 이내 관심도 꺼지고 만다.
인체의 면역계가 암 세포에 반응하지 않는 까닭, 그리고 어떻게 하면 면역계가 암 세포를 알아보고 공격하게 만들 수 있는지가 밝혀진 것은 그래도 임상에서 종종 보고되는, 항암면역요법을 통해 나은 환자들의 사례에 주목하고 연구를 계속한 수많은 연구자들이 숱한 좌절과 실패, 발견의 기쁨을 엿본 뒤였다. 암세포를 직접 공격하는 것이 아니라, 면역계에 작용하여 면역계가 암세포를 공격하도록 하는, ‘치료철학이 조금 다른 약물’이었던 탓에 종양학계에서 받아들여지기까지는 이처럼 오랜 세월이 필요했다.

과학
인간 면역계의 기능이 워낙 복잡한데다가, 새로운 항암면역요법 제제와 병합 요법들이 계속 등장하고 있어서, 의사들도 이를 숙지하기는 어려울 정도이지만, 이 책은 이 내용을 일반인도 이해할 수 있도록 쉽고 직관적인 비유를 써가며 흥미롭게 정리해 들려준다. (그 주요한 내용은 부록 B에 간략하게 추려져 있다.)
왜 면역계가 암세포를 공격하지 않는지는 오랜 시간 베일에 싸여 있었다. 면역 세포가 암세포를 공격하는 것을 방해하는 무언가가 있으리라는 것을 짐작한 종양면역학자들이 있었지만, 이러한 관점은 어처구니없거나 구제불능이라고 여겨지기 일쑤였다. 그러다가 2011년, 몇 가지 중요한 사실들이 발견되었다. 사실 1984년 T세포 수용체가 발견된 것을 비롯해 몇몇 획기적인 연구를 통해서, T세포가 항원을 발견하고 공격하기 위해 어떤 과정이 필요한지는 일부 밝혀져 있었고, 연구자들은 면역반응을 가속시키려면 어떻게 해야 하는지에 골몰해왔다. 하지만 마침내 드러난 것은 가속페달이 아니라 브레이크였다. 면역세포가 정상세포를 공격하는 것을 방지하기 위해 T세포에는 몇 가지 관문이 존재하는데, 제임스 앨리슨이 밝혀낸 것도 CTLA-4라는 분자가 바로 이러한 브레이크의 하나이며, 암세포가 이 브레이크를 장악해 면역반응을 차단하고 마음껏 증식한다는 사실이었다. 그리고 “이 브레이크에 결합하는 약물(항체)을 개발하여 암세포가 이용하지 못하도록 차단하자 면역억제가 풀리면서 T세포가 다시 암을 공격하기 시작했다. 비유컨대 암이 면역계의 브레이크를 밟지 못하도록 발을 묶어놓은 것이다.”(321쪽) 혼조 다스쿠 교수를 비롯한 다른 연구자들은 한 걸음 더 나아가 T세포 표면에 있는 PD-1이라는 단백질, 그리고 암세포에 존재한 항원인 PD-L1이 결합해 면역반응이 일어나지 못하게 하는 기전을 밝히고 이를 차단하는 항체를 발견함으로써, 좀 더 부작용이 적은 치료제 개발의 문을 열었다. 바로 항CTLA-4 항체와 PD-1/PD-L1 항체, 이 책의 주인공이 이들이다. 그리고 여기에 생명공학적으로 유전자를 변형한 T세포(CAR-T)를 만들어 환자에게 주입하는 요법을 비롯해(7장), 백신, 세포요법, 병합요법, 이중특이항체 등 새로운 치료법들이 가세해 암 치료의 돌파구를 열고 있다(부록 A).

사람들

책은 바로 이러한 혁신에 이르기까지 주연과 조연을 담당한 수많은 이들의 이야기, “삶의 벼랑 끝에서 처절한 사투를 벌이다 기적적으로 회생한 사람들의 이야기”를 숨 가쁘게 그려낸다. 번역을 맡은 소아청소년과 전문의이자 과학/의학책 번역가인 강병철 선생은 “묘사가 얼마나 생생하고 속도감이