[기획특집] NK세포치료, ‘암 정복’을 기대한다 ①‘NK세포치료’란?

<글 싣는 순서>
①‘NK세포치료’란?
②‘NK세포치료’ 어디까지 왔나

국가과학기술연구회가 발표한 자료를 바탕으로 NK세포치료에 대해 알아보고자 한다.

NK세포 vs T세포

NK는 Natural Killer의 줄임말로, 우리말로 하면 자연살해세포다. NK세포는 우리 몸이 가지고 있는 면역세포 중 하나다. 우리 몸에는 여러 가지 면역세포가 있는 데 그 중 대표적인 것이 NK세포, B세포, T세포다. B세포는 외부로부터 침입하는 특정 병원체에 대항해서 항체를 만드는 역할을 한다.

T세포는 면역에 대한 정보를 기억하고 항체 생성을 촉진하는 역할을 한다. 또 비정상적인 세포를 죽이거나 B세포가 항체를 생산할 수 있도록 도와주기도 하고 면역기능을 조절한다. T세포가 기능을 잃으면 에이즈 같은 질병이 유발되기도 한다.

이러한 T세포를 활용한 항암치료는 역사가 더 길지만 T세포는 환자 자신의 세포를 이용하여 복잡한 유전자 조작 공정을 거쳐야 해서 환자 1인을 위한 비용이 수억 원에 달하는 문제가 있다. 또한 표적 세포를 만나면 빠르게 분열하는 T세포의 특성으로 사이토카인 폭풍이나 중추신경계의 부종 등과 같은 심각한 부작용이 보고된다. 뿐만 아니라 오랫동안 체내에 남는 T세포의 특성은 동일한 부작용이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

NK세포는 우리 인체 혈액 면역세포의 약 10%를 차지하고 있다. 암세포와 같은 비정상 세포에 대해 선택적인 살해 능력을 보이는 면역세포다. T세포와 달리 공여자의 세포를 사용할 수 있고, 자가복제에 의한 증식도 거의 없어 사이토카인 폭풍 같은 것을 걱정하지 않아도 된다. NK세포는 다른 면역세포와 달리 암세포를 즉각적으로 감지해서 제거할 수 있다. 이것은 NK세포 표면에 존재하는 다양한 면역 수용체를 통해 암세포와 정상세포를 구분할 수 있기 때문이다.

NK세포의 기전

NK세포는 어떻게 암세포를 구분해서 잡아낼까? NK세포의 표면에 존재하는 다양한 면역 수용체를 통해서 정상세포와 암세포를 구분할 수 있다.

예를 들어 NKG2D 수용체는 DNA 손상, 암 발생, 감염 시 발현이 증가하는 세포 특수한 분자를 감지한다. 이 외에도 여러 활성화 수용체가 암세포에서 특이적으로 발현하는 다양한 항원들을 감지하여 제거하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

활성화된 NK세포는 암세포를 공격하는 퍼포린, 그랜자임 등 다양한 과립 물질을 합성하고 세포 밖으로 분비한다. 퍼포린이라는 단백질은 암세포막을 녹여서 구멍을 내고 여기에 그랜자임 효소를 넣어서 세포질을 해체하거나, 세포 내부에 물과 염분을 주입해서 세포 괴사를 일으키는 방식으로 암세포를 사멸시킨다.

‘그럼 정상 세포를 공격하면 어떻게 하지?’ 하고 걱정될 수도 있는데, 정상세포들은 세포 표면에 면역세포와 결합할 수 있는 단백질인 주조직 적합성 복합체, MHC(Major Histocompatibility Complex) Class 1을 가지고 있다. NK세포는 이 단백질에 대해 억제 수용체를 발현하고 있어서 정상세포의 MHC Class 1과 결합하게 되면 활성이 억제된다.

NK세포는 암세포의 발생, 증식, 전이를 억제할 뿐만 아니라 암의 재발에 가장 중요한 암 줄기세포를 효과적으로 제거할 수 있다.

많은 암 환자들이 항암제와 방사선 치료를 통해 완치되었더라도 몇 년 뒤 암이 재발하는 경우가 있는데, 그건 항암제의 공격에서 살아남은 암 줄기세포가 잠복 상태에 있다가 다시 활발히 증식하고 분화되기 때문이다. NK세포는 암 줄기세포를 제거할 수 있어서 암의 재발까지 막을 수 있고 면역 거부 반응도 극히 적어서 안전성도 높다.

그리고 이번 코로나19를 겪으면서 자주 등장했던 사이토카인이라는 건 면역세포로부터 분비되는 단백질 면역조절제로 신체의 방어체계를 제어하고 자극하는 신호 물질로 사용되는 당단백질이다. NK세포는 사이토카인 생성을 통해 염증이나 면역반응을 조절한다. NK세포가 암세포나 바이러스 감염 세포를 제거하는 데 핵심적인 역할을 하는 것이다.