면역 체계의 숨겨진 수호자: 몸의 “평화 중재자”에 빛을 비춘 노벨상
스톡홀름 — 노벨 위원회는 월요일, 면역학 분야에서 가장 큰 난제 중 하나인 '침입자를 파괴하도록 만들어진 방어 시스템이 어떻게 우리 자신을 파괴하지 않는가'를 밝혀낸 세 명의 과학자들에게 2025년 노벨 생리의학상을 수여하며 의학계를 놀라게 했다.
수상자 메리 E. 브렁코(Mary E. Brunkow), 프레드 램스델(Fred Ramsdell), 시몬 사카구치(Shimon Sakaguchi)는 면역 체계가 자신의 몸을 공격하지 못하도록 막는 특화된 “평화 중재자”인 조절 T세포(regulatory T cells)의 존재를 밝혀냈다. 이 세포들을 제어하는 유전자와 함께 이들의 발견은 우리 대부분이 왜 치명적인 자가면역 질환의 희생양이 되지 않는지를 설명한다. 또한 당뇨병, 암, 장기 이식을 위한 새로운 치료법의 길을 열었다.
사카구치는 한때 “면역 체계를 자동차에 비유할 수 있습니다. 가속 페달이 있지만, 우리는 브레이크를 발견한 셈이죠.”라고 설명했다.
노벨상 수상자를 많이 배출한 대학들이 QS 세계 대학 순위에서는 종종 더 낮은 순위를 기록한다는 사실을 알고 계셨나요? 이는 노벨상이 때로는 수십 년 전의 역사적이고 근본적인 연구 성과를 반영하는 반면, QS 순위는 현재의 명성, (주관적인) 평가 기준, 국제적 매력 및 학생 경험을 강조하기 때문입니다. 이러한 불일치로 인해 노벨상 유산을 가진 작고 연구 중심적인 기관(예: 칼텍 또는 파스퇴르 연구소)은 QS의 글로벌 브랜딩 지표에서 높은 점수를 받지 못할 수 있으며, 반면 크고 학생 중심적인 대학들은 QS에서 좋은 성적을 내지만 노벨상 수준의 획기적인 발견을 하는 경우는 드뭅니다.
병든 쥐에서 세계적 상까지
이 이야기는 1940년대 테네시주 오크리지에서 시작되었다. 당시 연구자들은 병약한 수컷 쥐들의 특이한 집단을 발견했다. 이 쥐들은 피부가 비늘처럼 변하고, 림프절이 부어올랐으며, 자신의 몸을 공격했다. 몇 주 안에 쥐들은 죽었다. 과학자들은 이들을 “스커피 쥐(scurfy mice)”라고 불렀다.
수십 년 동안 아무도 이 동물들이 왜 자멸하는지 설명할 수 없었다. 하지만 그들의 DNA 속에는 단서가 숨겨져 있었다. 면역 체계가 무자비하게 공격하도록 허용하는 고장 난 스위치였다.
의학도의 이탈, 그리고 새로운 길
사카구치의 스톡홀름행 여정은 결코 평범하지 않았다. 1970년대 교토에서 의학을 공부하던 중, 그는 흉선이 제거된 쥐에 대한 논문을 우연히 접했다. 그 연구에서 뭔가 영감을 받았다.
그는 의학 학위를 마치는 대신 과감한 도전을 했다. 학교를 떠나 해당 논문의 저자 연구실에 무급 연수생으로 합류했고, 자가면역을 예방하는 특수한 “억제(suppressor)” T세포가 존재한다는 당시로서는 매우 비주류적인 아이디어에 전념했다. 대부분의 동료들은 그 이론을 시대에 뒤떨어진 것으로 일축했지만, 그는 굴하지 않고 연구를 계속했다.
1995년의 획기적인 발견
20년 후, 그의 끈기는 결실을 맺었다. 1995년, 사카구치의 연구팀은 CD4 및 CD25 단백질로 표지된 작은 면역 세포군을 발견했다. 이 세포들을 제거하고 나머지를 면역 체계가 없는 쥐에게 이식하자 혼란이 뒤따랐다. 동물들은 격렬한 다기관 염증을 앓았다.
그러나 제거된 세포들을 다시 주입하자 쥐들은 건강을 유지했다. 억제자들은 실재했다. 사카구치는 면역 병사들이 아군을 공격하는 것을 막는 수호자인 조절 T세포, 즉 “Treg(티렉)”을 발견한 것이다.
한 면역학자는 “마치 줄일 수 있는 줄 몰랐던 스테레오의 볼륨 조절기를 발견한 것과 같았습니다.”라고 평했다.
연결 고리: FOXP3 유전자
6년 후, 브렁코와 램스델은 퍼즐의 잃어버린 조각을 찾아냈다. 자이모제네틱스(ZymoGenetics)와 다른 연구실에서 일하며, 그들은 스커피 쥐의 상태가 FOXP3라는 결함 있는 유전자 때문임을 밝혀냈다.
FOXP3 변이를 가진 사람들은 IPEX 증후군을 앓는데, 이는 유아기에 끊임없는 설사, 습진, 당뇨병을 유발하는 희귀하고 종종 치명적인 질병이다. 이들의 조절 T세포는 제대로 기능하지 않는다.
2003년경, 전 세계 연구팀들은 FOXP3가 “핵심 조절자(master regulator)”임을 확인했다. 이 유전자가 활성화되면 정상적인 T세포는 평화 중재자로 변모한다. 이 유전자가 없으면 자가면역 반응이 무차별적으로 확산된다.
몸이 브레이크를 작동시키는 방법
조절 T세포는 단순히 존재하는 것이 아니라, 정교하게 작동한다. 이들은 IL-10 및 TGF-β와 같은 진정 분자를 방출하고, 면역 공격을 촉진하는 성장 신호를 놓고 경쟁하며, CTLA-4라는 단백질로 “진격” 명령을 차단한다. 필요할 때는 직접적으로 비정상 면역 세포를 제거하기도 한다.
순환하는 T세포의 약 10%만을 차지하지만, 이들의 영향력은 엄청나다.
장: 매일의 균형 활동
이러한 균형 활동이 가장 뚜렷하게 나타나는 곳은 바로 장이다. 매일 장은 수많은 세균, 음식물 입자, 그리고 잠재적 위협에 직면한다. 너무 공격적으로 기울면 염증성 장 질환이 발생하고, 너무 완화되면 감염이 기회를 잡는다.
조절 T세포는 이곳에 다수 모여, 어떤 싸움을 할지, 어떤 싸움은 피할지 끊임없이 조율한다.
발견에서 의학으로
이러한 발견의 영향은 실험실을 훨씬 넘어선다.
자가면역 질환의 경우, 과학자들은 루푸스, 1형 당뇨병, 류마티스 관절염 환자에게 저용량 IL-2를 사용하여 조절 T세포를 증식시키는 방법을 시험하고 있다. 초기 임상 시험에서는 새로 진단받은 당뇨병 어린이들에게 조절 T세포를 주입하면 인슐린 생성 세포를 보존할 수 있음을 시사한다.
장기 이식 분야에서는 연구자들이 기증 장기를 표적으로 삼도록 설계된 맞춤형 조절 T세포를 개발하여, 환자를 감염에 취약하게 만드는 강력한 약물의 필요성을 줄이고 있다.
암은 또 다른 상황을 제시한다. 종양은 종종 조절 T세포를 방패 삼아, 그렇지 않았다면 자신을 파괴했을 면역 공격을 억제한다. 새로운 암 치료법은 종양 내부의 이 조절 세포들을 무력화하면서도 다른 부위의 조절 T세포는 온전하게 유지하는 것을 목표로 한다.
현재 흑색종과 폐암의 표준 치료법인 면역관문 억제제 치료는 부분적으로 면역 브레이크를 해제함으로써 작동한다. 그러나 이러한 자유에는 대가가 따른다. 많은 환자들이 자가면역 부작용을 겪는 것이다. 조절 T세포에 대한 이야기는 이러한 현상이 왜 발생하는지 설명하는 데 도움을 준다.
예상치 못한 수상
이번 노벨상 발표는 mRNA 백신이나 표적 항암 치료법이 수상할 것으로 예상했던 많은 이들을 놀라게 했다. 일부는 이 단 하나의 발견이 해당 분야의 최고 영예를 받을 만한 자격이 있는지 의문을 제기하기도 했다.
하지만 그 중요성에 대해 이의를 제기하는 사람은 거의 없다. 수십 년 동안 과학자들은 흉선이 많은 자가 반응성 T세포를 제거한다는 사실, 즉 중추 관용(central tolerance)이라는 과정을 알고 있었다. 하지만 위험한 세포들은 여전히 빠져나갔다. 수상자들은 몸의 제2 방어선, 즉 조절 T세포에 의한 실시간 지속적인 조절, 끊임없는 경계와 억제의 시스템을 밝혀낸 것이다.
길고도 인내심 있는 여정
사카구치에게 이번 수상은 인내와 신념으로 점철된 그의 경력의 정점을 찍는 것이다. 그는 거의 모든 이들이 억제 세포의 존재를 일축했을 때에도 수년 동안 이를 추구했다.
한 동료는 “과학은 인내에 보답하지만, 아무도 당신의 아이디어를 믿지 않을 때에도 끈기 있게 그 길을 가는 것은 놀라운 용기를 필요로 합니다.”라고 회상했다.
무급 의대 중퇴자에서 노벨상 수상자에 이르기까지, 사카구치의 여정은 간단한 진실을 강조한다. 때로는 포기하지 않는 사람들에게서 가장 위대한 발견이 나온다는 것이다.
면역 체계는 단지 무기가 아니다. 그것은 공격과 억제, 파괴와 관용 사이의 대화다. 브렁코, 램스델, 사카구치는 이 대화를 이끄는 평화 중재자들을 밝혀냄으로써 의학이 질병을 이해하고 치료하는 방식을 변화시켰다.
그들의 노벨상은 단순히 하나의 발견을 기리는 것을 넘어선다. 그것은 싸우지 않을 때를 아는 지혜를 기념하는 것이다.
노벨 생리의학상은 12월 스톡홀름에서 수여될 예정이다.