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폐암 면역항암제 누구에게 효과?…"정밀치료 길 튼다"

폐암 면역항암제 누구에게 효과?…"정밀치료 길 튼다"

  • 이영재 기자 garden@kma.org
  • 승인 2022.03.21 13:24
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성균관의대·서울의대·루닛 공동연구팀, AI 면역학적 특성 분류
새 바이오마커 '종양침윤성림프구' 제시…'임상종양학회지' 게재
기존 바이오마커 보완 진행성 비소세포폐암 환자 치료 도움 기대

삼성서울병원 이세훈·박세훈(혈액종양내과)·최유라(병리과) 교수(왼쪽부터).
삼성서울병원 이세훈·박세훈(혈액종양내과)·최유라(병리과) 교수(왼쪽부터).

종양침윤성림프구(TIL)를 이용 폐암 면역항암제가 어떤 환자에게 효과가 있을지 미리 알 수 있게 됐다. 인공지능(AI)모델로 환자 폐암 조직을 면역학적 특성에 따라 분류한 결과다. 종양침윤성림프구가 새 바이오마커로서 효용성이 확인됐다. 

이세훈·박세훈 성균관의대 교수(삼성서울병원 혈액종양내과), 최유라 성균관의대 교수(삼성서울병원 병리과), 김효진 서울의대 교수(분당서울대병원 병리과), 옥찬영 루닛 최고의학책임자(CMO) 등은 '루닛 스코프 IO'을 이용 종양침윤성림프구의 분포에 따라 비소세포폐암에서 면역항암제의 효과를 예측할 수 있다고 밝혔다. 

이번 연구는 암 관련 세계 최고 학술지 중 하나인 <임상종양학회지>(JOURNAL OF CLINICAL ONCOLOGY·IF=44.54) 최근호에 실렸다.

최근 보험적용이 확대된 폐암 면역항암제(펨브롤리주맙)는 기존 치료제와 비교시 환자의 생존기간을 늘려주는 것으로 알려져 있지만, 환자마다 치료 효과에 차이가 있어 신중히 써야 한다. 

현재는 암세포의 특정 단백질인 PD-L1의 발현율(TPS)이 50% 이상이면 면역항암제가 단독으로 효과가 있다고 본다. 하지만 PD-L1 만으로는 치료효과를 기대할 수 있는 환자를 찾기에 충분치 않아 새 바이오마커를 찾는게 시급했다.

또 발현율이 50% 미만인 경우에도 치료에 반응을 보이는 환자가 있는 만큼, 이들 중 치료 효과가 예견되는 환자를 찾는 것 역시 중요한 문제로 떠올랐다.

연구팀은 종양미세환경에 머물며 암 조직을 공격하는 면역세포인 종양침윤성림프구(TIL)에 주목했다.

TIL은 암의 치료 성패를 가늠하는 핵심 지표가 될 잠재력을 인정받고 있지만, TIL이 얼마나 존재하는지 잘게 나뉜 암 조직을 하나하나 살펴보기 어려운 탓에 한계에 부딪혔다.

연구팀은 인공지능모델을 통해 문제 해결에 나섰다.
 
폐암 조직을 분석한 병리학 전문가의 판독 결과를 참고해 TIL이 암 조직에 얼마나 분포하는지 병리 슬라이드를 대신 확인할 수 있도록 인공지능모델을 학습시켰다. 

연구팀은 인공지능모델을 이용해 종양침윤림프구의 밀도와 분포에 따라 폐암의 면역학적 형질을 활성과 비활성(제외/결핍 등으로 세분)으로 나눈 다음 삼성서울병원과 분당서울대병원에서 면역항암제 치료를 받은 환자 518명을 대상으로 효과를 분석했다. 

면역세포의 밀도가 높아 활성인 경우라면 그만큼 면역항암제가 효과를 발휘할 기회도 많다는 뜻으로 봤다.

실제로 종양침윤성림프구가 활성인 환자들이 면역항암제 치료 반응률이 훨씬 좋았다. 삼성서울병원과 분당서울대병원의 각각 독립된 코호트에서는 물론 둘을 종합해 분석했을 때도 마찬가지였다.

전체 생존기간 중앙값 역시 활성환자의 경우 24.8개월로 제외환자 14개월, 결핍환자 10.6개월 보다 향상됐다. 무진행 생존기간도 활성환자 4.1개월, 제외환자 2.2개월, 결핍환자 2.4개월로 활성환자가 앞섰다.  

특히 같은 조건이라면 1차 치료에서 면역항암제를 투여 받은 경우 효과가 더욱 분명했다. 활성환자의 경우 전체 생존기간 중앙값은 38개월로 비활성환자 11.9개월 보다 크게 늘었다. 무진행 생존기간 또한 활성환자가 15.6개월로, 비활성환자 4.8개월 보다 연장됐다. 

기존 바이오마커인 PD-L1의 발현율이 1∼49%인 경우에도 활성환자에게는 면역항암제가 도움이 됐다. 치료 반응률을 보면 22.8%으로 비활성환자 3.9%보다 월등했다. 

이들 환자의 전체 생존기간과의 관련성은 뚜렷하지 않았지만 무진행생존 기간을 늘리는 데 도움이 됐다. 활성환자의 무진행 생존기간 중앙값은 6.2개월로 비활성환자 3.2개월보다 두 배 가량 길었다. 

이들 중 1차 치료로 면역항암제를 투여 받은 환자 10명만 추려 따로 분석하면, 활성환자의 치료 반응률은 66.7%로 비활성환자 0%와 대비됐다. 전이성 비소세포폐암의 국제 임상연구를 선도했던 KEYNOTE-001에서 보고한 치료 반응률 14.8%와도 큰 차이다. 이들에게 새로운 치료 기회를 찾아줄 수 있다는 의미다.

이번 연구를 주도한 이세훈 교수는 "환자들에게 보다 적합한 치료가 무엇인지 찾는 것은 치료 성공으로 향하는 첫 걸음"이라며 "새 바이오마커를 보조수단으로 삼는다면 더 많은 환자가 더 나은 치료 결과를 기대할 수 있고, 자칫 소외될 수 있는 환자에게도 치료 기회가 돌아갈 수 있을 것"이라고 말했다.

인공지능모델을 검증한 최유라 교수는 "인공지능모델의 민감도와 특이도가 향상돼 보다 발전된 체계로 거듭난다면 병리의사를 보조해 보다 신속하고 정확하게 암환자를 진단할 수 있을 것"이라며 "이번 연구가 이런 가능성을 엿보는 기회가 됐다"고 평가했다.


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