종양 조직의 미생물군을 조작하여 암을 치료할 수 있을까?

박테리아와 바이러스는 장에만 존재하는 것이 아니라 유방암, 폐암, 전립선암 조직에도 존재하며, 면역, 질병 진행, 치료 반응에 큰 영향을 미칩니다.

최근 몇 년 동안 암에 대한 우리의 이해에 있어 중요한 전환점은 미생물이 장뿐만 아니라 유방암, 전립선암, 폐암과 같은 고형암을 포함한 종양 조직에도 존재한다는 사실입니다. 이러한 미생물 군집(종양내 미생물군집 또는 종양 관련 미생물군집이라고 통칭)은 암세포, 면역세포 및 주변 환경과 직접 상호 작용하여 종양의 생물학적 특성, 치료 반응 및 예후에 영향을 미칩니다.

종양 조직의 미생물군은 장내 미생물군과 다릅니까?

종양 조직은 이전에는 "무균 구역"으로 여겨졌지만, 최근 유전체 및 시퀀싱 분석을 통해 절제된 많은 종양 검체에서 미생물 DNA/RNA가 발견되었습니다. 이러한 미생물은 암세포, 면역 세포 또는 주변 결합 조직에 존재할 수 있습니다. 미생물의 구성과 밀도는 종양 유형과 환자에 따라 다릅니다. 예를 들어, 유방 종양은 다른 종양에 비해 미생물 다양성이 상대적으로 높으며, 미생물의 위치(세포 내 또는 세포 외)에 따라 병든 조직에 미치는 영향이 결정됩니다.

현미경 사진은 폐암 세포에 서식하는 박테리아가 신체의 면역 반응을 변화시키는 모습을 보여줍니다.

유방, 전립선 및 폐 조직에서 박테리아와 바이러스의 역할

국소 미생물총은 면역 환경을 억제적 또는 활성화적 방식으로 조절할 수 있습니다. 일부 미생물은 만성 염증 신호(예: TLR과 같은 패턴 인식 수용체를 통해)를 유발하여 염증성 사이토카인을 증가시키고, 이는 억제성 면역 세포(M2 대식세포, T 세포)를 유인하여 종양이 면역을 회피하도록 돕습니다. 반대로, 일부 박테리아나 바이러스는 세포 면역(항원 제시 증가, CD8+ T 세포 활성화)을 자극하여 면역 치료의 효과에 기여할 수 있습니다. 따라서 동일한 미생물총이 상황에 따라 "친구"가 될 수도 있고 "적"이 될 수도 있습니다.

일부 박테리아는 DNA를 손상시켜 돌연변이를 유발하고 암 진행을 촉진하는 독소나 화합물을 생성합니다. 반대로, 다른 미생물은 종양 세포 성장을 감소시키는 대사를 유도할 수 있습니다. 유방 조직에서 염증 및 대사 경로에 관여하는 박테리아의 존재가 연구 결과 입증되었습니다. 전립선에서 미생물 변화는 질병 진행 및 항안드로겐 요법에 대한 반응과 관련이 있으며, 폐에서는 내인성 미생물총이 흡연으로 유발된 염증과 상호작용하여 미세환경을 변화시켜 종양이 면역 치료에 덜 반응하도록 만들 수 있습니다.

종양 내 미생물총의 존재 또는 구성은 항암 화학요법, 방사선 요법, 특히 면역 요법의 효능에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 기전에는 미세환경(pH, 영양) 변화, 국소 약물 불활성화(일부 박테리아는 약물 분해 효소를 보유), 또는 항원 제시 및 면역 세포 침윤의 조절 등이 있습니다. 여러 연구에서 종양 미생물총의 차이가 면역 관문 억제제(ICI)에 대한 반응 또는 내성과 관련이 있음이 밝혀졌습니다.

종양 조직의 국소 미생물군 변형 - 기존 및 조사 전략

종양 미생물군집에 직접 개입한다는 아이디어는 새로운 치료 방향을 제시하고 있습니다. 현재 개발되었거나 개발 중인 접근법은 다음과 같습니다.

일부 실험 모델에서는 종양에서 "나쁜" 종을 제거하기 위해 항생제를 사용했을 때 약물에 대한 조직 반응이 변화하는 것으로 나타났습니다. 그러나 전신 항생제는 광범위한 영향을 미치며 면역에 필요한 장내 미생물군을 교란할 수 있으므로, 국소 항생제 사용이나 표적 종에 선택적 항생제 개발이 우선시됩니다.

이 아이디어는 면역을 자극하는 사이토카인, pH를 변화시키는 대사 효소, 또는 면역억제제를 분해하는 효소를 분비하는 유전자 조작 박테리아를 종양 조직에 도입하는 것입니다. 약화된 박테리아를 이용하여 국소적으로 약물을 전달하는 몇몇 전임상 시험에서 효과가 입증되었습니다.

종양용해성 바이러스는 암세포를 직접 사멸시키고 동시에 항종양 면역을 자극하는 것으로 연구되어 왔습니다. 종양용해성 바이러스와 마이크로바이옴 편집을 결합하면 국소 T 세포 활성화를 촉진하고 전신 반응을 확장할 수 있습니다.

이 주제는 국소 미생물학이지만 장-종양 축이 존재한다는 점을 알아두는 것이 중요합니다. 장내 미생물 군집의 변화(예: 식단, 프로바이오틱스, FMT)는 간접적으로 종양 내 미생물 군집과 전신 면역을 변화시켜 폐, 유방 또는 전립선의 종양 조직에 영향을 미칠 수 있습니다.

과학자들은 암 치료의 효과에 영향을 미치는 미생물 종을 찾기 위해 종양 조직의 미생물 DNA를 분석하고 있습니다.

임상적 과제 및 고려 사항

• "원인"과 "결과"의 구분: 현재 많은 연구에서는 여전히 상관관계를 설명하고 있지만 미생물학과 종양 진행 사이의 인과관계를 확인하지 못했습니다.
• 기술적 표준화: 샘플링, DNA/RNA 분리, 외인성 오염 방지, 생물정보학 분석은 모두 신뢰할 수 있는 결과를 위해 표준화가 필요합니다.
• 환자 간 변동성이 높습니다. 미생물군은 개인마다 다르므로 개입은 개별화되어야 합니다.
• 안전성: 종양 조직에 살아있는 박테리아나 바이러스를 도입하면 감염이나 면역 과잉 반응의 위험이 있습니다. 이러한 치료법은 엄격한 테스트를 거쳐야 합니다.

종양 관련 마이크로바이옴 연구는 종양학에 새로운 생물학의 지평을 열었습니다. 국소 마이크로바이옴은 암 촉진 인자이자 면역 조절 및 종양 표적 약물 전달 도구가 될 수 있습니다. 시퀀싱, 조직학, 생체모방, 그리고 마이크로바이옴 공학 기술의 발전으로, 가까운 미래에는 생체공학 박테리아, 선택적 파지, 면역 기능을 갖춘 종양용해 바이러스 등 국소 마이크로바이옴을 표적으로 삼거나 활용하는 치료 전략이 복합 치료법의 일부가 될 것으로 기대됩니다.

그러나 임상적 경로는 아직 멀다. 이러한 개입이 널리 채택되기 전에는 테스트 표준화, 인과관계 입증, 안전성 확보가 전제 조건이 될 것이다.

출처: https://suckhoedoisong.vn/lieu-co-the-chua-ung-thu-bang-cach-dieu-chinh-vi-sinh-trong-mo-u-169251028135655078.htm