산소 보충하면 항종양 T 림프구와 NK 세포를 방출
노스이스턴 대학교의 면역생리학 전문가인 미카일 시트코브스키와 그의 연구 동료들은 암 치료에 획기적인 발견을 했다. 거의 30년 동안 개발되고 있는 이 새로운 접근법은 매년 약 800만 명의 목숨을 앗아가는 암에 걸린 환자의 생존율을 엄청나게 높여줄 수도 있을 것이다. 이 연구결과는 미국 과학진흥협회가 2009년에 창간한 의학 잡지인 사이언스 중계의학에 게재되었다.

연구진은 산소를 보충하면 저산소증으로 인해 종양의 미세환경에 아데노신이란 화학물질이 축적되는 것을 억제해주고 면역 억제를 완화시켜주는 것을 발견했다. 즉 산소를 보충하면 항종양 T 림프구와 NK 세포를 방출해서 암을 치료하는 면역요법을 개선해서 종양의 크기를 줄일 수가 있는 것이다.

이 발견은 성공률이 낮은 수십 년 동안 지속된 약품 개발의 패러다임을 바꾸어버린다고 시트코브스키는 말했다. 시트코브스키는 노스이스턴 대학교 면역생리학 및 제약생물공학 교수로 뉴잉글랜드 염증 및 조직보호 연구소를 창설한 창립 연구소장이다. 우리 방법은 임상시험을 통해 기존의 다양한 암 치료 면역요법과 병행해서 산소를 보충하는 것이 미치는 영향을 테스트해서 비교적 신속하게 검증할 수가 있다고 그는 말했다.

이번 연구는 미국에서 가장 명성이 있는 대학교와 병원과 의과대학의 의사들과 연구가들 간의 견고한 다전문영역 협력의 성과이다. 공동저자들은 염증의 근본원인과 분자 메커니즘을 이해하기 위해 노스이스턴 대학교에 본부를 둔 컨소시엄인 뉴잉글랜드 염증 및 조직보호 연구소의 연구원 12명과 노스이스턴 대학교의 바네트 화학 및 생물학 분석 연구소 소장인 배리 카거와 피츠버그 대학교 의대와 마이애미 대학교 밀러 의과대학, 브리검 여성병원, 다나-파버 암 연구소의 의사들로 구성되었다. 시트코브스키는 대통령 장학생으로 다나-파버 암 연구소에 임용이 되었다.

보충 산소 흡입, 종양 방어 요새 열리고 잠자고 있던 항종양 세포 깨어나 종양 파괴
이번 연구는 시트코브스키의 이전의 연구에 바탕을 두고 있으며 한평생 노력한 결실로 노스이스턴 대학교와 미국 국립건강연구소의 지원을 받았다. 그는 2000년대 초에 면역학에 있어서 중요한 것을 하나 발견했다. 즉 면역세포의 표면에 있는 수용체인 A2A 아데노신 수용체가 T세포를 종양을 침범하지 못하도록 해서 종양 속으로 침입해 들어오는 그 살해 세포들을 잠들게 만들어버리는 것을 발견한 것이다.

그의 최근의 연구는 40~60% 산소를 흡입하면 A2A 아데노신 수용체를 통과하는 종양 보호 신호를 약화시켜 T세포를 일깨워서 폐종양을 침입하는 능력을 얻게 되는 것을 밝혔다. 공기는 21% 산소를 제공한다. 보충 산소를 흡입하면 종양을 방어하는 요새의 문이 열리고 잠자고 있던 항종양 세포가 깨어나게 되어, 이들 군사가 요새로 들어가서 종양을 파괴할 수 있게 해준다고 시트코브스키는 설명했다. 그러나 만약 항종양 면역세포가 존재하지 않는다면 산소가 영향을 미칠 수는 없을 것이라고 그는 부언했다.

시트코브스키는 자신이 수퍼 카페인이라고 명명한 합성물질과 병용하면 보충 산소의 효과가 훨씬 더 강력해질는지도 모른다고 말했다. 이 합성물질은 아데노신 수용체의 종양보호 효과를 차단하는 것으로 알려져 있다. 시트코브스키와 노스이스턴 대학교 화학 및 화학 생물학과 교수인 그레이엄 존스는 서로 협력해서 원래 파킨슨병 환자를 위해 개발한 이 약품의 차세대 제품을 현재 개발하고 있다.

A2A 아데노신 수용체의 천연적인 길항약은 공교롭게도 커피에 들어있는 카페인인데, 보충 산소의 항종양 효과는 바로 그런 길항약으로 그 효과가 더 높아질 수가 있을 것이라고 시트코브스키는 말했다. 커피는 뇌의 A2A 아데노신 수용체가 잠이 들지 않도록 하기 때문에 사람들이 커피를 마신다고 시트코브스키는 설명했다.

출처: S. M. Hatfield et al., "Immunological mechanisms of the antitumor effects of supplemental oxygenation" Sci Transl Med. 2015 Mar 4;7(277):277ra30.