2025년 노벨생리의학상은 자가면역질환의 원인과 관련된 면역세포의 작동 원리를 밝힌 과학자들에게 돌아갔다.
자가면역질환은 면역체계가 외부 침입자가 아닌 자신의 조직을 공격하는 질환이다. 전세계 인구의 약 10% 이상이 이 질환을 앓고 있으며, 지금까지 100종류가 넘는 자가면역질환이 보고됐다. 대표적인 질환으로는 루푸스, 류머티즘 관절염, 크론병, 궤양성 대장염, 제1형 당뇨병, 건선, 쇼그렌증후군, 하시모토 갑상샘염, 그레이브스병 등이 있다. 미국에서는 약 5천만 명(전체 인구의 14% 이상)이 자가면역질환을 앓는 것으로 추정되며, 한국에서도 인구의 약 10%가 관련 증상을 겪는 것으로 보고됐다.
자가면역질환은 전세계적으로 빠르게 늘고 있는 만성질환이다. 고령화와 감염 후 면역 이상 등 여러 요인이 복합적으로 작용해 환자 수가 꾸준히 증가하고 있다. 특히 최근 연구에 따르면 코로나19 감염 이후 자가면역질환 발병 위험이 크게 높아졌다. 코로나 감염 후 루푸스 발병 위험은 1.14배, 쇼그렌증후군 1.13배, 크론병 1.35배, 베체트병 1.45배, 수포성 천포창은 1.62배 증가했다. 이는 코로나바이러스가 면역의 ‘자가조절 메커니즘’을 방해하기 때문으로 분석된다.
조절 T세포와 FOXP3 유전자: 자가면역질환과 암 치료의 새 길
T세포는 병균을 공격하는 면역세포로, 가슴 중앙에 있는 면역기관인 ‘흉선’에서 만들어진다. 이 과정에서 외부 침입자와 자기 세포를 구별하는 시험을 거치며, 자기 세포를 잘못 인식한 T세포는 대부분 제거된다. 그러나 일부가 남아 자가면역질환을 일으키기도 한다.
올해 노벨생리의학상 수상자 중 한 명인 일본 오사카대학 사카구치 시몬 교수는 1990년대 중반에 이 문제에 대한 단서를 찾아냈다. 그는 ‘조절 T세포’(Regulatory T cell, Treg)라는 특수한 면역세포가 면역 반응이 과도할 때 ‘브레이크’ 구실을 한다는 사실을 밝혀냈다. 사카구치 교수는 조절 T세포를 실험동물에 주입했을 때 자가면역질환이 억제된다는 것을 확인했다. 즉, 면역체계에도 스스로를 제어하는 안전장치가 있음을 처음 증명한 것이다.
이후 미국 연구진이 조절 T세포의 작동 원리를 유전자 수준에서 밝혀냈다. 올해 노벨생리의학상 공동 수상자인 메리 브렁코(시스템생물학연구소)와 프레드 램즈델(소노마 바이오테라퓨틱스 고문)은 X염색체에서 ‘FOXP3’ 유전자를 발견했다. 이 유전자가 손상되면 신생아가 ‘IPEX 증후군’이라는 심각한 자가면역질환에 걸린다는 사실도 확인했다.
FOXP3은 조절 T세포의 성숙과 기능을 총괄하는 핵심 스위치로, 이 발견은 자가면역질환의 근본 원리를 새롭게 정의한 전환점이 됐다. 희귀질환 연구가 인류 전체의 질병 이해로 확장될 수 있음을 보여준 사례다. 즉 전세계 100만 명 중 1명꼴로 발생하는 희귀질환인 IPEX 증후군 연구 과정에서 조절 T세포의 면역 균형 유지 기능이 밝혀진 것이다. 이를 통해 류머티즘 관절염, 제1형 당뇨병, 다발성 경화증 등 흔한 자가면역질환의 발병 원리도 이해되기 시작했다.
가톨릭대 서울성모병원 류마티스내과 이주하 교수는 “조절 T세포와 FOXP3의 발견은 기초면역학이 임상의학의 패러다임을 바꾼 대표적인 사례”라며 “드문 질환 연구가 자가면역질환의 공통된 병리 기전을 밝힌 것은 기초과학의 힘을 보여주는 상징적 성과”라고 말했다.
조절 T세포는 쉽게 말해 면역계의 ‘평화유지군’이다. 이 세포가 부족하거나 기능이 떨어지면 면역계가 자기 조직을 공격해 자가면역질환이 생긴다. 반대로 암세포 주변에서는 이 세포가 과도하게 활성화돼 면역세포의 공격을 막는 ‘보호막’처럼 작용한다.
따라서 FOXP3의 발견은 자가면역질환과 암 치료 모두에 새로운 전략을 제시했다. 자가면역질환에서는 조절 T세포를 강화하고 암 치료에서는 이 세포를 억제하는 ‘양방향 치료 패러다임’이 가능해졌다.
이 교수는 “과거에는 면역억제제로 면역계를 통째로 눌렀다면, 이제는 조절 T세포를 직접 조절해 질병의 원인을 정밀하게 겨냥하는 시대”라며 “더 안전하고 효과적인 면역 치료가 현실이 되고 있다”고 말했다.
‘맞춤형 면역조절 치료’ 시대 열려
아직 완치가 어려운 자가면역질환 치료의 목표는 염증을 줄이고 증상을 완화하는 데 있다. 대부분의 환자는 스테로이드 약물을 1차 치료제로 사용하지만, 최근 들어 자가면역질환의 원인과 면역세포 작용 기전이 점차 밝혀지면서 치료의 패러다임이 빠르게 바뀌고 있다.
과거에는 어떤 면역세포가 염증 반응을 일으키는지 명확히 알지 못했지만, 이제는 질환별로 염증 과정에 관여하는 세포와 신호 경로가 구체적으로 밝혀지고 있다. 자가면역 반응이 처음 시작되는 원인은 여전히 불분명하지만, 병이 악화하는 과정에서 핵심 역할을 하는 세포들이 규명되면서 이를 표적으로 삼은 신약 개발이 활발하게 진행 중이다. 단순히 증상 완화를 넘어서 질병의 근본 원인을 겨냥한 치료로 한 걸음 다가선 것이다.
이 같은 변화의 중심에는 생명공학 기술의 발전이 있다. 기존의 화합물 중심 약물에서 벗어나 유전자 조작과 단백질 공학을 기반으로 한 생물학적 제제와 세포치료제가 새로운 치료 흐름을 이끌고 있다.
먼저 소분자 억제제는 세포 내부의 신호 전달을 차단해 염증을 막는 약이다. 대표적으로 JAK 억제제와 칼시뉴린 억제제가 있으며, 알약 형태로 복용이 편리하지만 부작용 관리가 중요하다.
생물학적 제제는 항체나 단백질 등 생체 유래 물질로 만든 약으로, 염증을 일으키는 TNF, IL-17, IL-23 같은 단백질을 선택적으로 차단해 치료 효과를 높인다. 실제로 2023년 기준 세계 의약품 매출 상위권에는 이런 항체 기반 약물이 다수를 차지한다. 최근에는 자가항체를 줄이는 FcRn 억제제, 복용이 가능한 펩타이드 제형 약, 면역 균형을 회복시키는 변형 IL-2(IL-2 mutein) 치료제 등이 주목받고 있다.
또한, 원래 암 치료에 쓰이던 ‘키메라 항원 수용체 T세포’(CAR-T) 세포치료제와 T세포 인게이저(TCE) 기술이 자가면역질환 분야로 확장되고 있다. 이들은 염증을 일으키는 특정 면역세포를 정확히 찾아 제거하는 방식으로, 루푸스나 근염 같은 난치성 질환에서 긍정적 결과를 보인다.
한편, 항체에 약물을 결합해 필요한 세포에만 약효를 전달하는 항체-약물 접합체(ADC) 역시 자가면역질환 치료에 적용 가능성이 열리고 있다. 과도한 면역 반응을 억제하기 위해 조절 T세포를 활용한 세포치료제 연구도 활발히 이어지고 있다.
전문가들은 향후 자가면역질환 치료 방향이 단순히 염증을 억제하는 단계를 넘어, 무너진 면역 균형을 회복시키는 정밀치료 중심으로 발전할 것으로 내다본다.
가톨릭대 서울성모병원 진단검사의학과 제갈동욱 교수는 “자가조절 T세포가 발현하는 T세포 수용체를 정상 T세포에 인위적으로 발현시킨다면 루푸스, 1형 당뇨병, 류머티즘 관절염 같은 난치성 자가면역질환 치료의 기반이 될 수 있다”며 “이러한 CAR-Treg 세포를 이용한 임상시험이 현재 국내에서도 진행 중”이라고 말했다.
윤은숙 기자 sugi@hani.co.kr