면역과암을공부하는공대교수
AmericanAssociationforCancerResearch(AACR)는100년넘게활동하고있는전세계적인암학회다.세계각지에서암과싸우고있는의사,연구자,제약기업종사자등수만명의사람들이회원이다.이들은1년에한번연례학술대회에모여연구한내용을발표하고토론하는데,약일주일동안진행되는발표와세미나의목록만정리해놓은책자의면수가200쪽을훌쩍넘는다.1907년,외과의사4명,병리학자5명,생화학자2명이모여AACR을시작했을때,이11명의창립회원들은100년후에학회가이렇게커질것을예상했을까?아니100년후에도암을완전히치료하는데성공하지못할것이라생각했을까?
기대수명이길지않았을때,암은운나쁘게걸리는질병이었다.그러나이제암은살아가다한번은만나는질병으로그지위가바뀌었다.지위가바뀌면대접도달라진다.과학자들은암치료제를개발하기위해,첨단과학을가지고달려든다.그리고그과정에서태어난대표적인주인공으로‘면역항암제’가있다.
미국FDA는2011년에면역관문억제제(Immunecheckpointinhibitor)인여보이(Yervoy,성분명:Ipilimimab)를암치료제로승인한다.4년후비슷한기능을하는면역관문억제제옵디보(Opdivo,성분명:Nivolumab)도FDA승인을얻는다.여보이는흑색종,옵디보는흑색종,비소세포폐암,신장암,방광암등을앓는환자에게처방되고있으며,처방할수있는암의종류는계속늘어나고있다.2018년을기준으로한해동안옵디보는약67억달러,여보이는약13억달러어치가팔렸다고한다.돈이모든것을설명하는것이아니지만,면역항암제가암치료제를개발하는과학에서가장뜨거운분야인것만은확실하다.이책〈면역항암제를이해하려면알아야할최소한의것들〉(과학자의글쓰기2)은,이렇게뜨거운면역항암제의역사,개념,현황,앞으로의전망에대한전체적인지도를그려주는책이다.지도를그려낸이는의사도,생명과학혹은생명공학전공자도아니다.재료공학을전공했고,지금도대학에서재료공학을가르치는공대교수다.
각도가달랐을때의성과
선입견이없을때의통찰
도준상은Immunotherapyofcancerconference,NaturalKillerCellSymposium처럼,‘면역’과‘암’이라는주제로전세계곳곳에서열리는크고작은학술대회에빠지지않고참여해공부하는것으로면역항암제를연구하는사람들사이에서유명하다.공대교수이니면역이나암과는거리가있을것이라오해할수있다.그러나그는2002년박사학위를밟을때부터2019년현재까지면역학과공학을융합하는작업을해오고있다.스스로를면역학을전공하는공대교수로소개하는그는,미국에서출간된MicrofluidicsinCellBiologyPartA:MicrofluidicsforMulticellularSystems(AcademicPress,2018)의공저자이기도하다.
어쩌면공대교수가면역학을공부하고면역항암제에대한책을쓴다고했을때,그앞뒤사정을궁금해하는것이더이상한일인지도모른다.학문,공부,연구가답을찾아가는과정이라면,질문이무엇이며어떻게답을찾아가는지가중요할뿐이다.이책은공대교수인연구자가면역학과면역항암제에질문을갖고답을찾아가는과정에서얻게된지식을대중과공유하려는작업이다.다른각도와선입견없는시선에서나오는통찰은,오히려문제와질문과답에집중하기좋은조건이다.
면역항암제를이해하려면
알아야할최소한의것들
책의내용은책의제목대로,‘면역항암제를이해하려면알아야할최소한의것들’이다.우선면역항암제의역사를개괄하는작업으로시작한다.단장황한연표그리기는아니다.대신‘프레임’의변화를중심으로변해가는면역항암제개발사에방점을찍는다.면역의존재를알고,면역으로암을치료해보려는시도는이미100여년전부터있었다.그러나이는비주류적인흐름이었다.실제면역항암제가사람들에게주목을받기시작한것은,20~30년정도밖에되지않는다.면역시스템은외부에서침입한물질로부터몸을보호하는메커니즘이라는,‘자기vs.비(非)자기프레임’에따르면암은외부물질이아니니면역의관할영역이아니게된다.오랫동안계속된자기vs.비(非)자기프레임은,결과적으로사람들이면역항암제에관심을보이는것을가로막은셈이되었다.몇몇연구자들의노력과우연의결과가나올때까지면역항암제개발에힘을싣지못하게방해한것과다름없기때문이다.도준상은면역항암제를이해하려면알아야할최소한의것들가운데첫번째로,‘프레임의무서움’을제시한다.프레임의오류만으로도,지금까지이뤄낸면역항암제의성과를엉뚱한곳으로보내버릴수있기때문이다.
면역은아직도연구가더필요한분야다.생명과학전공자도현재까지밝혀진복잡한메커니즘의면역시스템을이해하기어렵다.그래서‘면역항암제를이해하려면알아야할최소한의것들’이라는기준에서벗어나지않기위해,이책은면역항암제를이해하려면알아야할최소한의면역으로안내한다.
다음으로그동안시도되었던면역항암제에대한아이디어,도전,실패,이를극복해내고다음단계로넘어가는과정들을소개한다.이과정에서현재치료제로처방되고있는면역항암제인여보이,옵디보,키트루다,티쎈트릭등의암치료원리가자연스럽게설명된다.이것역시‘면역항암제를이해하려면알아야할최소한의것들’의기준을지키려노력한다.면역항암제에대한관심이높아지면서,이를해설하려는시도가늘어나고있다.그러나너무어렵다는이유로근본적인메커니즘을적합하지않은비유로대체하거나,모든것을설명하겠다는욕심에전공자도이해하기어려운용어와데이터를가득채우는경향이있다.이책은그중간어딘가에,정확하지만적당하게자리를잡아보려시도한다.
‘면역항암제를이해하려면알아야할최소한의것들’에면역항암제의성과와한계가빠질수없다.그리고성과와한계는‘방향과균형’이라는관점으로정리된다.면역항암제가면역시스템을이용하는것이라면,면역시스템이달성하려는목표와그것이실패하는경우를살펴야한다.암이라는강한녀석과싸우려면그만큼독한방법을써야한다는논리가면역항암제에는적합하지않을수있다.면역시스템의장점은문제가발생한곳으로정확하게가서,무너진균형을잡는것이다.이런관점으로현재처방되고있거나연구하고있는면역항암제의성과와한계지점을해석할수있다.성과가있는곳에는잘잡힌방향과균형이있고,한계가나타난곳에는방향과균형에대한혼란이있다는분석이다.
마지막으로면역항암제의미래에대한전망을고민한다.더많은종류의암과더많은환자에게정확하게처방할수있도록,또한면역항암제연구개발에서효율과효과를더높이기위해바이오마커를어떻게다룰것인지에대한아이디어도제시한다.또한투약받을대상자가부족해멈추는경우까지생기는,면역항암제병용투여임상시험으로쏠리는현상에대한분석과제언역시잊지않는다.
[책속으로이어서]
종양조직에는종양연관대식세포(Tumorassociatedmacrophage,이하TAM),암연관섬유아세포(Cancerassociatedfibroblast,이하CAF),골수유래억제세포(Myeloidderivedsuppressorcell,이하MDSC),조절T세포등여러면역억제세포가있다.
이가운데TAM과CAF는정상조직에도있는세포가종양에의해바뀐것이다.대식세포는종양세포를없애고포식하지만,TAM은종양의발달을돕고면역을억제한다.대식세포는면역반응을활성화하는M1과,면역반응을억제하고조직재생을촉진하는M2로분극화될수있다.조직이감염되면우선M1이작용해강한면역반응으로병원균을없애야한다.이과정에서조직과정상세포도손상된다.그러므로염증반응후반부에는M2가염증을완화하고조직을재생한다.
이처럼면역의활성과억제는상황에맞춰적절히조절되어야한다.1986년,미국하버드의대해럴드드보락(HeroldDvorak)박사는NEJM에종양을‘낫지않는상처(Woundthatdonotheal)’에비유한글을발표했다.낫지않는상처는만성염증을일으킨다.만성염증은T세포를탈진시킨다.대식세포는M2로분극화되어면역을억제한다.정상조직에서상처를회복하기위해ECM을만드는섬유아세포는,종양조직에서CAF가되어낫지않는상처를치료하기위해지속적으로ECM을만들어섬유화를유발한다.섬유화는T세포가종양조직으로가는것을방해한다.더불어CAF는여러면역억제물질을분비하여항종양면역을방해한다.종양을낫지않는상처를보면,종양의많은면역억제특성을이렇게설명할수있다._본문219~221쪽
