암세포만 골라 공격하는 것을 넘어, 우리 몸이 암을 오랫동안 기억해 재발까지 막는 인공지능(AI) 기반 맞춤형 항암백신 설계 기술이 나왔다.
KAIST는 바이오및뇌공학과 최정균 교수팀이 ㈜네오젠로직과 공동연구로 개인 맞춤형 항암백신 개발 핵심 요소인 ‘신생항원’을 예측하는 새로운 AI 모델을 개발했다고 2일 밝혔다.
신생항원은 암세포의 돌연변이에서 나온 단백질 조각으로, 정상 세포에는 없고 암세포에만 있는 고유한 표식이어서 차세대 항암백신의 핵심 타깃이다.
기존 항암백신은 주로 암세포를 직접 공격하는 T세포 반응에 초점을 맞췄다.
하지만 T세포 반응만으로는 공격이 일회성에 그치거나 기억이 오래가지 않아 암이 다시 생기는 것을 막는 데 한계가 있었다.
연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 B세포에 주목했다.
B세포는 면역 반응을 일으킬 뿐만 아니라 우리 몸이 특정 항원을 오랫동안 기억하도록 돕는다.
항암백신에 B세포 반응성을 더하면 암에 대한 장기 면역이 생겨 재발을 효과적으로 방지한다.
연구팀은 암 돌연변이 단백질과 B세포 수용체가 어떻게 결합하는지를 학습하는 AI 모델을 설계했다.
이 모델은 대규모 암 유전체 데이터와 동물실험, 항암백신 임상시험 자료를 바탕으로 신생항원에 대한 B세포 반응성을 정량적으로 예측한다.
이를 통해 신생항원에 대한 면역 반응을 더 정확하게 평가할 수 있다.
이는 신생항원에 대한 B세포 반응을 정량적으로 예측하는 최초의 AI 기술이다.
실제 대규모 암 유전체 데이터와 동물실험, 항암백신 임상시험 자료를 분석한 결과, B세포 반응까지 고려해 백신을 설계했을 때 항암 효과가 훨씬 높아지는 것을 확인했다.
이는 세계적인 연구 흐름과도 일치하는 것으로, 존스홉킨스대 마크 야소안·엘리자베스 재피 교수팀도 지난해 5월 ‘네이처 리뷰 캔서’에서 대부분의 임상시험이 T세포에만 치우쳐 있다는 점을 지적하며 B세포의 중요성을 강조했다.
최 교수는 “현재 신생항원 AI 기술을 사업화하고 있는 ㈜네오젠로직과 개인맞춤형 항암백신 플랫폼의 전임상 개발을 진행 중”이라며 “내년 임상 진입을 목표로 미국 식품의약국(FDA) 임상시험계획(IND) 제출을 준비하고, 독자적인 AI 기술을 기반으로 항암백신 개발의 과학적 완성도를 높여 임상 단계 전환을 단계적으로 추진하겠다”고 설명했다.
한편, 이번 연구에는 KAIST 김정연·안진현 박사가 공동 제1저자로 참여했으며, 연구결과는 지난달 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 게재됐다.
(논문명 : B cell–reactive neoantigens boost antitumor immunity, DOI: 10.1126/sciadv.adx8303)
