흑색종은 초기 분산의 가장 일반적인 장소를 대표하는 국소적인 림프절(lymph node, LN)을 갖고 높은 전이 잠재성을 나타내는 특징을 갖고 있다. 이러한 국소적인 림프절은 자연 살해 세포 (natural killer cells, NK cells)의 분화를 위한 1 차 장소라 할 수 있다. 혈액에서 유래된 NK 세포들은 전이성 림프절 (metastatic LN, M-LN)로부터 분리된 흑색종 세포들을 효율적으로 제거하지만 흑색종 환자들의 M-LN에서 분리된 대부분 흑색종과 연관된 NK 세포들의 특성은 잘 알려져 있지 않다.
프랑스 파리 데카르트 대학 (University Paris Descartes)의 앤 카이그나드 (Anne Caignard) 교수 연구팀은 M-LN 에 존재하는 CD45+ 조혈 세포들 중 CD56bright NK 세포들이 0.5~11%를 차지하고 이 세포들은 M-LN에서 종양 세포들의 주위를 둘러싸고 있다고 발표했다. 이 NK 세포들은 CD62L, 케모카인 수용체들과 자연 세포독성 수용체들(natural cytotoxicity receptors, NCRs), NKG2D 과 DNAM-1의 높은 발현으로 특징지어졌다. NCR-NKp30과 NKG2D 의 발현은 M-LN에서 종양의 퍼센트와 반비례적으로 연관되었다. 흥미롭게도 M-LN은 NCR과 NKG2D 활성화 수용체들을 동시에 발현하는 성숙한 CD56brightCD16+ NK 세포의 독특한 아형을 갖고 있었다. 세포 배양을 통해 M-LN 유래 NK 세포들이 비활성화되었지만 IL-2나 IL-15 같은 사이토카인에 의해 활성화되어 혈액에 존재하는 NK 세포들과 비교해 볼 때 전이성 흑색종 세포들을 훨씬 효과적으로 제거했다. 종합해 볼 때 이러한 결과들은 M-LN에 존재하는 NK 세포의 활성화를 목표로 한 보조 면역 치료가 림프절로 전이된 흑색종 환자들의 치료를 향상시킬 수 있는 증거들을 제시하고 있다.

흑색종은 매우 높은 전이성 종양으로 진행된 단계에서 치료가 만족스럽지 못한 실정이다. I 과 II 단계의 흑색종 환자들은 국소적인 암의 형태로 존재한다. 분산의 주요 통로에서는 림프절로 초기 종양 배수 림프절인 감시 림프절 (sentinel LN)로의 전이가 암의 예후와 연관되어 있다. III 단계 환자들은 배수 림프절에서의 전이로 특징지어진다. 이러한 환자들은 림프절의 제거로 치료되고, 병리학적인 검사에서는 절개된 림프절의 총 숫자와 전이성 림프절의 숫자를 결정하는데 후자가 더 중요하다. III 단계의 환자들은 한 개나 몇 가지 전이성 림프절을 보여주는 다양한 아형(단계 III A 에서 C)으로 구분된다. 원발성 흑색종의 몇 가지 특징들은 브레슬로우 두께 (Breslow thickness)와 궤양 같은 3 가지 아형으로 구분되고 있다. 이러한 III 단계 환자들은 원거리 전이를 보이지 않는다. 전이성 분산은 다양한 단계를 통해 림프관이나 혈관을 통해 혈액으로 침투되어 그 효율이 0.1% 미만으로 매우 낮지만 결국 전이성 암을 형성하게 된다. 따라서 림프절과 원거리 기관으로 침투하여 확장되기 전에 혈관에 존재하는 종양 세포들은 세포사멸되거나 면역 세포에 의해 제거되거나 무한정 휴면 상태로 들어간다. 이 시기는 종양의 침투를 막기 위해 면역 반응을 자극하는 적절한 단계라고 할 수 있다.

강력한 세포독성을 갖고 있는 항종양 작용 세포이고 적응 면역 반응을 강력하게 유도하는 면역 세포로서 NK 세포는 흑색종 면역 치료에서 중요한 목표 세포이다. NK 세포들은 세포 배양을 통해 확장시킬 수 있고 동종이계의 입양 세포 치료를 위해 사용될 수 있다. NK 세포들은 1 차적인 자극없이 종양 세포들을 제거하고 자가 세포의 위험한 변화를 감지해 낸다. 또한 NK 세포들은 생체 내에서 인터페론 감마의 생산에 주요한 소스이고 NK 세포에서 유래된 인터페론 감마는 TH1 세포 반응을 유도하는데 핵심적이기 때문에 적응 T 세포 반응을 자극하는데 중요하다. NK 세포들은 골수와 2 차 림프절에서 분화하고 혈액 림프구에 5~20% 를 차지한다. 인간에서 주요한 NK 세포의 아형은 CD56dimCD16+와 CD56brightCD16- 세포로 기술되고 있다. CD56dimCD16+ NK 세포들은 혈액과 염증 장소에서 NK 세포의 90%를 차지하고 매우 세포독성적이고 MHC-I를 인지하는 광범위한 억제 수용체들을 발현한다. 반대로 CD56brightCD16- NK 세포 아형은 림프절에 존재하는 NK 세포의 95%를 차지하고, 활성화되면 사이토카인을 분비하며 세포독성이 낮아 최종단계로 분화된 CD56dimCD16+ NK 세포들의 전구체로 추정되고 있다.

NK 세포 활성화는 목표세포가 NK 세포에 의해 용해되는지를 결정하는 활성화와 억제 신호전달의 미세한 균형에 의해 결정된다. NK 세포 활성화에 연관된 3가지 주요한 자연 세포독성 수용체(natural cytotoxicity receptors, NCR)들은 휴식 상태의 NK 세포에 의해 발현되는 NKp46과 NKp30이고 사이토카인 자극 후 유도되는 NKp44로 동정되었다. NKp30에 대해 특정한 리간드인 B7H6이 최근에 동정되었다. 추가적으로 기능을 조사하는 에세이에서 차단성 항-NCR 단일항체의 사용은 다양한 종양 세포들를 용해시키는데 NCR의 중요한 역할을 반영하고 있다. NK 세포의 활성화는 추가적인 수용체들에 의한 자극을 통해 개시된다. NK 그룹 2 멤버 (group 2 member D, NKG2D)는 대부분의 혈액 NK 세포들에서 발현되고 스트레스에 의해 세포 표면에서 발현되는 MHC와 연관된 MIC-A/B 분자와 UL16-binding proteins 1-4 (ULBP1-4)에 부착된다. DNAX 보조 분자(accessory molecule 1, DNAM-1)는 이뮤로글로블린 슈퍼패밀리에 속하는 부착 분자로 NK 세포의 다른 활성화 리간드의 부족으로 NK 세포 매개 세포독성에 저항성을 갖은 종양 세포들의 제거를 촉진시킨다. NKp46과 DNAM-1를 동시에 자극하면 휴식 상태의 NK 세포에서 세포독성과 사이토카인 분비가 유도된다. NK 세포 활성화는 HLA-I에 특정한 억제 NK 세포 수용체들에 의해 조절된다. 키어 (Killer Ig-like receptor, KIR)는 CD56dim NK 세포 아형에 발현되고 HLA-E에 부착되는 C 타입 렉틴인 CD94/NKG2A는 두 아형에서 모두 발현된다. KIR 수용체인 CD158a/b와 e는 각각 HLA-Cw4/Cw3와 HLA-Bw4 분자를 인지한다.

연구 결과들은 흑색종 세포들이 NK 세포를 자극하는 서로 다른 분자들을 발현한다고 보고하고 있다. 흑색종 세포들에 의해 발현되는 HLA-I 분자의 변형은 NK 세포 활성화에 기여한다. NK 세포 활동과 림프구 침투의 정도 및 흑색종 환자의 원발성 종양의 부분적인 감소는 역비례관계가 있다. 이러한 결과는 NK 세포 활동이 흑색종 환자들의 예후적인 요소들이 될 수 있음을 제안하고 있다.

연구팀은 IIIB와 C 흑색종 환자들의 림프절에 침투한 NK 세포의 표현형과 기능을 조사했다. 흥미롭게 연구팀은 환자들의 M-LN들에서 사이토카인에 의해 활성화되어 전이성 흑색종 세포들을 제거할 수 있는 성숙한 CD56brightCD16+ NK들이 침투되어 있는 현상을 관찰해 냈다.

(그림 설명) IL-2에 의해 활성화된 NK 세포들에 의해 전이성 흑색종 세포들 (metastatic melanoma cells (MelC)의 다이나믹한 용해를 보여주고 있음. 6명의 환자의 전이성 림프절 (metastatic LN (M-LN)과 1 명의 기증자의 mediastinal LN (D-LN)에서 분리된 NK 세포를 IL-2로 활성화시켜 MelC의 용해 정도를 시간에 따라 측정한 결과.

 

출처 : http://cancerres.aacrjournals.org/content/early/2013/11/13/0008-5472.CAN-13-1303.abstract?sid=7e2a4ddc-07ca-4101-a6c1-5e9d950d95bc / KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-11-19