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실패한 암치료제, 새로운 약물과 결합하면 강력한 종양 킬러로 부활

NEWSHEALTH
Failed cancer therapy revived as powerful tumor killer when combined with newer drugs
Decades after faltering, angiogenesis inhibitors show new promise when paired with powerful immunotherapies
16 MAY 20235:50 PMBYMITCH LESLIE

https://www.science.org/content/article/failed-cancer-therapy-revived-powerful-tumor-killer-when-combined-newer-drugs

간세포 암종(HCC)으로 알려진 일종의 간암 환자는 종종 종양이 제거된 후 불안한 기다림에 직면합니다. 이 사람들 중 최대 절반에서 암은 수술 또는 열로 종양을 파괴하는 치료 후 2년 이내에 재발합니다. 연구자들은 재발을 막을 수 있는 치료법을 찾지 못했습니다.

그것은 한때 암 치료의 실패한 혁명으로 여겨졌던 한 종류의 약물 덕분에 바뀔 수 있습니다. 혈액 공급을 차단하여 종양을 조절하는 혈관신생 억제제는 20년 이상 전에 임상 시험에 도달했을 때 기대에 미치지 못했습니다. 그러나 그들은 이제 보다 인상적인 기록을 가진 새로운 약물 세트인 면역 체계의 T 세포를 활성화하여 종양을 공격하는 체크포인트 억제제로부터 힘을 얻고 있습니다. 지난 달 미국암연구협회(AACR) 회의에서 연구자들은 간세포암종 환자에서 혈관신생억제제와 관문억제제의 조합이 재발을 지연시킨다는 증거를 제시했는데, 이는 이 유형의 암으로는 처음이다.

듀오가 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받으면 지난 4년 동안 승인된 약물 유형의 8번째 페어링이 됩니다. 현재 200개 이상의 임상 시험이 다양한 종류의 암에서 이 접근 방식을 테스트하고 있으며, 혈관신생 억제제가 암과 싸우는 T 세포가 종양 깊숙한 곳을 찾는 데 도움이 된다는 증거에 힘입어 이에 박차를 가하고 있습니다. 토론토 대학교의 종양 면역학자인 로버트 커벨(Robert Kerbel)은 이 두 종류의 약물을 결합하는 데 “매우 분명한 근거가 있습니다”라고 말합니다.

혈관신생 억제제에 대한 이러한 부활은 약물에 대한 천문학적 기대가 1990년대 후반에 무너진 이후에 발생합니다. 그들의 전제는 설득력이 있었다. 산소와 영양분에 굶주린 종양은 새로운 혈관이 싹트고 자라도록 자극해야 합니다. 이러한 혈관이 형성되는 것을 방지함으로써 혈관신생 억제제는 종양을 굶어 죽게 하고 종양의 성장을 억제해야 합니다. 그러나 종양이 내성을 갖게 되거나 혈액을 얻기 위해 다른 메커니즘을 사용하는 등 여러 가지 이유로 약물이 실패했습니다. 옥스퍼드 대학의 종양 병리학자인 프란체스코 페젤라(Francesco Pezzella)는 종양이 새로운 혈관을 자라게 하는 대신 기존 혈관을 지배할 수 있다는 사실을 발견했다고 말했습니다.

그럼에도 불구하고 혈관신생 억제제는 일부 성공을 기록했습니다. 단클론항체 베바시주맙은 2004년 진행성 결장암 환자에 대한 규제 승인을 얻었으며 그 이후로 12개 이상의 다른 혈관신생 억제제가 항종양 무기고에 합류했습니다. 그러나 그 자체로 혈관신생 억제제는 일반적으로 환자의 수명을 몇 개월만 연장합니다. Vanderbilt University Medical Center의 의학 종양학자인 Brian Rini는 “질병 조절에 매우 능숙하지만 그 자체로는 치료할 수 없습니다”라고 말합니다.

과학자들은 항상 승인된 항암제를 짝지어 함께 사용하면 더 잘 작동하는지 테스트하지만 25년 이상 전에 발견된 현상으로 왜 체크포인트 억제제-혈관신생 억제제 파트너십이 생산적인지 설명할 수 있습니다. 종양 내부의 혈관은 엉망입니다. 부풀어 오르고, 뒤틀리고, 새고 있습니다. 1990년대 후반에 Harvard Medical School(HMS)의 종양 생물학자인 Rakesh Jain은 혈관신생 억제제가 종양에 놀라운 영향을 미친다는 사실을 발견했습니다. 약물은 혈관을 “정상화”하여 혈관을 좁히고 곧게 펴고 덜 다공성이 되도록 박차를 가했습니다. 2001년에 “혈관 정상화” 가설을 발표한 Jain은 “내가 본 것은 [종양 내부의] 혈관이 좋아지고 있다는 것입니다.”라고 말했습니다. 처음에는 논란의 여지가 있었지만 지금은 그 설명이 널리 받아들여지고 있다고 옥스퍼드 암 생물학자 Anette Magnussen은 말합니다. .
비정상적인 혈관은 종양 내부에 산소가 부족한 상태로 남겨져 종양 세포를 공격하기 위해 들어가는 모든 T 세포를 억제합니다. 그것은 암 세포가 T 세포의 억제 스위치를 뒤집는 것을 막음으로써 작동하는 체크포인트 억제제를 방해합니다. 종양의 정상적인 순환을 회복함으로써 혈관신생 억제제는 면역 억제 상태를 역전시키고 종양을 표적으로 삼는 T 세포가 덤벼들도록 할 수 있습니다. Jain은 종양 혈관을 정상화하면 종양 세포가 신체의 다른 부분으로 퍼지는 전이를 억제하는 또 다른 이점을 제공할 수 있다고 말합니다. 산소가 부족한 종양은 “상처 입은 호랑이와 같다”고 그는 말합니다. 그 상태에서는 다른 곳에 새로운 종양을 재배치하고 설정할 수 있는 세포를 방출하는 경향이 있기 때문에 더 위험합니다.

지금까지 수십 건의 임상 시험에서 체크포인트 억제제-혈관신생 억제제 콤보를 평가했습니다. 일부는 독성이 있는 것으로 판명되었고 다른 일부는 실패했습니다. 그러나 이 연구는 또한 FDA가 간암, 신장암, 폐암 및 자궁내막암 유형에 대한 새로운 치료법을 승인하도록 이끌었습니다. 약물 조합은 치료 효과가 없지만 종양 성장을 억제합니다. 그리고 일부는 혈관신생 억제제 단독보다 환자의 수명을 수개월 연장합니다.

싱가포르 Duke-NUS 의과대학의 간 외과의인 Pierce Chow가 AACR 회의에서 발표한 HCC를 포함하여 임상시험에서 다른 유망한 결과도 밝혀졌습니다. 3상 시험에서 베바시주맙과 체크포인트 억제제인 ​​아테졸리주맙의 조합은 질병이 조기에 진단된 환자에서 수술이나 열 치료 후 종양이 재발할 가능성을 28% 줄였다고 밝혔습니다. 연구원들은 이러한 이점이 지속되는지 여부와 조합이 생존을 증가시키는지 여부를 결정하기 위해 여전히 환자를 추적하고 있습니다.

과학자들은 단순히 기존 옵션을 혼합하고 일치시키는 것이 아닙니다. 적어도 한 스타트업인 DynamiCure는 더 안전하고 관문 억제제와 결합할 수 있는 새로운 혈관신생 억제 약물을 개발하려고 합니다. 회사는 이미 혈관 정상화를 자극하는 항체 하나에 대한 임상시험을 시작했다. “새로운 회사가 설립되면 해당 분야가 죽은 것이 아니라 꽃을 피우고 있음을 알 수 있습니다.”라고 Jain은 말합니다.

그러나 두 약물 유형을 결합하는 전략은 많은 어려움에 직면해 있습니다. 우선, 대부분의 혈관신생 억제제는 혈관 성장을 촉진하는 분자인 혈관 내피 성장 인자(VEGF)를 직간접적으로 방해합니다. 그러나 정상 조직에도 VEGF가 필요하며 약물은 출혈, 고혈압, 뇌졸중과 같은 부작용을 일으킬 수 있습니다.

연구원들은 부작용 외에도 종양이 약물 듀오에 반응하는지 여부를 결정하는 더 나은 방법이 필요하다고 Magnussen은 말합니다. “인간에게 이 [전략]을 사용하는 데 있어 문제는 비용 효율적이고 시간 효율적인 방법으로 혈관 정상화를 모니터링하는 방법입니다.”

HMS 암 생물학자인 Dan Duda는 연구원과 제약 회사가 암의 유형과 치료 시기 및 일정과 같은 변수를 고려하지 않고 약물 조합을 시험에 서두르고 있다고 우려합니다. 그는 혈관신생억제제에 대해 “처음에 했던 것과 같은 실수를 하고 있다”며 “시간을 갖고 조금 생각해야 한다”고 덧붙였다.

저자 소개
미치 레슬리
Mitch Leslie는 세포 생물학과 면역학에 대해 글을 씁니다.

유전자 치료 혁명은 우리가 의약품 가격 책정에 관해 이야기하지 않으면 멈출 위험

The gene-therapy revolution risks stalling if we don’t talk about drug pricing

Regulation and new intellectual property laws are needed to reduce the cost of gene-editing treatments and fulfil their promise to improve human health.

유전자 편집 치료 비용을 줄이고 인간의 건강을 개선하겠다는 약속을 이행하기 위해서는 규제와 새로운 지적 재산권 법이 필요합니다.

A gene-editing therapy to correct deformed red blood cells in sickle-cell disease is in the works — but at what cost?Credit: Eric Grave/SPL

“우리는 데옥시리보스핵산(DNA)의 염 구조를 제안하고자 합니다 . “이 구조는 상당한 생물학적 관심을 끄는 새로운 특징을 가지고 있습니다.”

 

이 유명한 단어가 발표된 후 70년 동안 연구자들은 이러한 특징을 밝히고 의학에 활용하기 위해 엄청난 노력을 기울였습니다. 그 결과 질병의 유전적 원인과 이를 치료하기 위해 고안된 수많은 치료법에 대한 이해가 활발해졌습니다.

 

지금으로부터 70년 후, 세계는 2023년을 랜드마크로 돌아볼 수도 있습니다. 올해는 CRISPR–Cas9 유전자 편집을 기반으로 한 치료법의 첫 번째 승인을 볼 수 있습니다. 이 치료법은 신체의 비생식(체세포) 세포의 DNA를 수정하는 것과 관련이 있습니다. 유전자 편집을 통해 과학자는 곧 임상의가 게놈의 표적 영역을 변경하여 잠재적으로 질병을 유발하는 유전자를 ‘교정’할 수 있습니다. 미국, 유럽 연합 및 영국의 규제 당국은 겸상적혈구 질환을 치료하기 위해 이 접근법을 사용하는 요법을 평가하고 있으며 향후 몇 개월 내에 결정이 내려질 수 있습니다.

 

그러나 그러한 발전이 이루어지고 있음에도 연구자들은 질병 치료에 있어서 유전자 편집의 미래 역할과 다른 더욱 확립된 형태의 유전자 치료에 대해 걱정하고 있습니다. 유전자 요법은 현재 눈에 띄는 가격표를 달고 있어 이를 필요로 하는 많은 사람의 손이 닿지 않는 곳에 있습니다. 높은 가격은 유전자 치료 연구에 대한 정부 자금 지원자의 의지를 감소시킬 수 있습니다. 그리고 그 결과 연구 기관이 해당 분야에서 최고의 인재를 지속해서 유치하는 것이 더 어려워질 것입니다. 연구원, 특히 건강 경제학자는 더 저렴한 자금 조달 모델을 찾기 위해 업계 및 정부와 긴급하게 협력해야 합니다.

 

백만 달러짜리 치료

CRISPR–Cas9의 빠른 임상 경로는 바이러스를 사용하여 유전자를 세포로 이동시키는 유전자 치료법의 꾸준한 발전 때문에 마련되었습니다. 지난 10년 동안 규제 당국은 면역 세포를 조작하여 암을 치료하는 CAR-T 세포 치료법과 같은 여러 유전자 치료법을 승인했습니다. 수백 개가 더 임상 시험에 있습니다.

 

이러한 치료법은 일반적으로 단일 치료에 미화 100만 달러 정도의 비용이 들며 병원 입원 및 세포 분리 및 조작에 필요한 절차와 같은 관리 비용을 고려하면 더 큰 비용이 듭니다. 작년에 미국 식품의약처(FDA)는 혈액 응고를 손상하는 유전병인 B형 혈우병을 치료하는 최초의 유전자 요법. 가격은 치료 당 350만 달러로 세계에서 가장 비싼 약인 Hemgenix라는 치료법을 만듭니다.

 

유전자 치료법은 저분자 약물을 기반으로 하는 잘 확립된 치료법보다 개발 및 생산 비용이 더 많이 듭니다. 그러나 유전자 요법은 치료의 희망을 가져다 줄 수 있으며, 수혜자들은 값비싼 의약품에 대한 장기적인 의존과 입원의 위험에서 벗어날 수 있습니다. 일부는 이것이 높은 비용을 정당화한다고 주장했습니다. 치료법이 다운스트림 치료에서 수백만 달러를 절약할 수 있다면 초기 지출은 여전히 ​​전반적으로 비용을 절약할 것입니다. 결국, 시간이 지남에 따라 더욱 전통적인 치료 비용이 합산됩니다. 예를 들어 한 연구에 따르면 미국에서 64세까지 겸상적혈구 빈혈 환자를 치료하는 데 드는 비용은 170만 달러(KM)입니다. Johnson et al. Blood Adv . 7 , 365–374; 2023 ).

 

부유한 국가에서도 의료 시스템은 유전자 치료와 관련된 높은 초기 비용을 감당할 수 있는 장비가 부족합니다. 2021년 매사추세츠주 서머빌에 있는 치료제 개발업체인 Bluebird Bio는 가격에 대해 유럽 당국과 합의에 도달하지 못한 후 유럽에서 또 다른 혈액 장애인 β-지중해빈혈에 대한 유전자 치료제 판매 계획을 철회했습니다. 상대적으로 약가 규제가 적은 미국에 판매 노력을 집중할 것이라고 밝혔다.

 

그러나 미국에서도 비용이 중요합니다. 미국의 건강 보험은 종종 고용주에 의해 보조금을 받고 일부는 이미 내년에 유전자 치료에 대한 보장 범위를 제한할 것이라고 말하고 있다고 미국의 건강 경제 싱크 탱크인 임상 및 경제 검토 연구소의 스티븐 피어슨 소장은 말했습니다. 보스턴, 매사추세츠.

 

한편 저소득 및 중간 소득 국가들은 완전히 궁지에 몰렸습니다. β-지중해빈혈과 겸상적혈구병과 같은 일부 질병이 부유한 국가보다 세계의 가난한 지역에서 더 흔하다는 점을 고려하면 이는 특히 고통스러운 일입니다. 예를 들어 일부 사하라 사막 이남 지역에서는 약 2%의 어린이가 낫적혈구병을 가지고 태어난 것으로 추정됩니다. 검사가 거의 이루어지지 않는다는 점을 감안할 때 이는 과소평가된 것일 수 있습니다.

 

접근성 향상

겸상적혈구 질환에 대한 CRISPR–Cas9 치료 비용이 얼마인지 알기에는 너무 이릅니다. 개발자인 매사추세츠주 보스턴의 Vertex Pharmaceuticals나 매사추세츠주 케임브리지의 CRISPR Therapeutics는 요금을 공개하지 않았습니다. 그러나 연구원들은 다가올 가격표에 대비하고 있습니다.

 

지난 3월 런던에서 열린 인간 게놈 편집에 관한 제3차 국제 정상회의에서 토론 대부분은 특히 저소득 및 중간 소득 국가에서 유전자 편집 치료법을 이용할 수 있도록 하는 데 중점을 두었습니다. 초점은 그러한 치료법의 생산 및 테스트를 합리화하기 위한 기술적 접근 방식에 있었습니다. 예를 들어 겸상적혈구 치료는 임상의가 조혈 줄기세포를 분리 및 편집하고 체내에 남아 있는 줄기세포를 파괴한 다음 편집된 세포를 재주입해야 합니다. 이것을 분리된 세포가 아닌 체내에서 직접 수행할 수 있는 게놈 편집 절차로 전환하면 치료 비용이 저렴하고 접근하기 쉬워질 수 있습니다.

 

또 다른 매력적인 접근법은 이미 안전하고 효과적인 것으로 확인된 유전자 치료 플랫폼을 개발하는 것입니다. 그런 다음 유전자 요법 개발자는 처음부터 시작할 때 필요한 안전성 및 효능 테스트 없이 선택한 질병을 표적으로 하는 유전자를 교체할 수 있습니다.

 

그러나 이와 같은 기술 솔루션은 지금까지만 가능합니다. Pearson은 미국의 의약품 가격 책정은 치료법을 생산하는 데 드는 비용과는 거의 관련이 없다고 말합니다. 다른 국가에서 그 가격이 얼마나 내려갈지는 지적 재산권에 의해 제한될 수 있고 유전자 요법과 같은 생물학적 약물의 제네릭 복제품을 만드는 복잡성으로 인해 방해를 받을 수 있습니다. 일부 학술 센터는 제약 회사에 의존하지 않고 유전자 치료법을 개발하고 배포하려고 노력하고 있지만, 업계에서 찾을 수 있는 재정적 자원과 규제 전문 지식 없이 그러한 노력이 얼마나 확장될 수 있는지는 불확실합니다.

 

가격 책정 외에도 유전자 치료 기술은 규제 및 지적 재산권에 대한 논쟁에 빠져 있습니다. 이들 각각의 전개 방식에 따라 연구원들이 Watson과 Crick의 초기 발견을 활용하는 데 얼마나 멀리 갈 수 있는지가 결정됩니다. 과학자들이 이러한 논쟁에서 적극적인 역할을 하고 그러한 토론을 조만간 전면에 내세우는 것이 중요합니다.

Nature 616, 629-630 (2023)

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-01389-z

https://www.nature.com/articles/d41586-023-01389-z

Tasmanian Devil 암의 유전자 지도는 미래의 진화를 암시

가장 상세한 분석은 전염성 종양의 기원을 정확히 찾아냅니다.

Tasmanian devils are susceptible to facial cancers that are spread by biting.Credit: Gapvoy/Shutterstock

Genetic map of Tasmanian devil cancers hints at their future evolution

30년 동안 태즈메이니아 데블은 종양을 쇠약하게 만드는 전염성 안면암과 싸워 왔습니다. 이제 이러한 암에 대한 포괄적인 유전 분석을 통해 암의 진화를 추적하여 향후 확산될 수 있는 방법에 대한 단서를 제공합니다.

4월 20일 사이언스 1( Science 1) 에 발표된 이 연구는 질병이 어떻게 출현하고 진화하고 확산되었는지에 대한 최초의 상세한 통찰력을 제공합니다. 캔버라 대학교(University of Canberra)의 유전체학자인 Janine Deakin은 이것이 미래에 태즈매니아 데블 개체군에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 모델링하기 위한 토대를 마련한다고 말합니다. “유전체학을 보면 과거와 미래에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.”라고 Deakin은 말합니다. “우리는 우리가 협력하고 있는 적을 이해해야 합니다.”

 

악마 같은 질병

태즈메이니아 데블( Sarcophilus harrisii )은 호주 남동부의 태즈메이니아 섬에 서식하는 육식성 유대류입니다. 그들은 별도로 출현한 두 가지 암에 걸리기 쉽습니다: 악마 안면 종양 1(DFT1)과 악마 안면 종양 2(DFT2), 둘 다 물기에 의해 퍼집니다. 한 숙주에서 다른 숙주로 전이되는 암은 본질적으로 드물지만 치명적인 영향을 미칠 수 있다고 호바트에 있는 태즈매니아 대학의 질병 생태학자인 연구 공동 저자인 Rodrigo Hamede는 말합니다. “10년 만에 우리는 전체 [악마] 인구의 60~70%를 잃었습니다.”라고 그는 말합니다.

과학자들은 한동안 두 가지 암에 대해 알고 있었지만 그들의 진화에 대해서는 거의 알려지지 않았습니다. 조사를 위해 Hamede와 그의 동료들은 Tasmanian Devil 참조 게놈을 조립하고 이를 78개의 DFT1 및 41개의 DFT2 종양에서 시퀀싱된 DNA와 비교했습니다. 그런 다음 팀은 이 종양의 ‘가계도’를 구성하여 종양의 기원을 추적하고 돌연변이를 매핑하여 질병이 어떻게 진화했는지 보여줍니다.

그 결과 태즈매니아 대부분 지역에 퍼진 DFT1이 1986년에 나타났으며, 이는 섬 북동쪽에 있는 여성 데블에서 처음 발견되기 약 10년 전입니다. 그 개인은 자신의 종양 세포를 적어도 여섯 명의 다른 악마에게 물려주는 슈퍼전파자였던 것 같습니다. 이것은 결국 DFT1의 6가지 주요 변종을 낳았습니다.

팀은 DFT2가 태즈메이니아 남동부의 수컷 데블에서 처음 발견되기 약 3년 전인 2011년까지 발생하지 않았다는 사실을 발견했습니다. DFT1과 달리 DFT2는 섬의 작은 지역에서만 발견됩니다. 이 암은 유전적으로 DFT1과 유사하지만 돌연변이가 약 3배 더 빠릅니다. 이것은 종양 세포가 더 빨리 분열하여 돌연변이가 발생할 기회를 더 많이 제공하기 때문일 수 있다고 Hamede는 말합니다. “큰 문제는 이러한 돌연변이가 선택적인지 아닌지입니다.”라고 그는 말합니다.

대부분의 경우 안면암은 감염 후 6~12개월이 지나면 종양이 나타날 때까지 전염되지 않습니다. 그러나 빠르게 성장하는 DFT2 암은 이 창을 축소하여 더 빠르게 퍼지는 더 많은 감염으로 이어질 수 있다고 Hamede는 말합니다. 이것은 암과 그 변이체가 전염성이 낮은 유형에 비해 경쟁 우위를 제공할 수 있습니다. Hamede는 “그것은 장기적인 진화적 이점이 될 것”이라고 말했습니다.

 

취약계층

이전 연구 2에서는 태즈메이니아 데블 개체수가 점점 더 탄력적으로 변하고 있는 것으로 나타났지만 비교적 최근에 DFT2가 출현한 것은 우려스럽다고 호주 브리즈번에 있는 퀸즐랜드 대학교의 유전학자인 Hannah Siddle은 말합니다. “그것은 특히 두 종양이 순환하는 지역에서 야생에서 악마를 취약하게 만듭니다.”라고 그녀는 말합니다. “이것은 지역 인구 충돌 또는 호스트 인구에 대한 아직 알려지지 않은 선택을 유발할 수 있습니다.”

Hamede는 연구원들이 어떻게 암이 진화하고 나머지 태즈매니아 데블 개체군을 통해 퍼질지 예측할 수 있으려면 더 많은 연구가 필요하다고 말합니다. Hamede는 “이것은 우리가 실제로 목격해 온 진행 중인 진화 과정입니다.”라고 말합니다. “이 두 번째 전염성 암은 상황을 더욱 복잡하게 만들 것입니다.“

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-01349-7

References

Stammnitz, M. R. et al. Science 380, 283–293 (2023).

Stahlke, A. R. et al. Proc. R. Soc. B 288, 20210577 (2021).

https://www.nature.com/articles/d41586-023-01349-7

대기 오염이 DNA에 해를 끼치지 않고 폐암을 유발하는 방법

생쥐를 대상으로 한 연구에 따르면 종양 성장은 유전적 돌연변이가 아닌 작은 입자로 인한 염증에 의해 유발됩니다.

NEWS, 05 April 2023

How air pollution causes lung cancer — without harming DNA

Studies in mice suggest that tumour growth is triggered by inflammation caused by tiny particles, rather than genetic mutations.

https://www.nature.com/articles/d41586-023-00989-z

 Air pollution from vehicles and other sources is associated with millions of deaths every year.Credit: The Image Bank/Getty

대기 오염은 DNA를 돌연변이 시키는 것이 아니라 실험용 마우스의 인간 건강 데이터 및 실험에 관한 광범위한 연구에 따르면 기존 암 유발 돌연변이가 있는 세포의 증식을 촉진하는 염증 환경을 조성함으로써 폐암을 유발할 수 있습니다.

결과는 4월 5일 네이처에 발표되었습니다. 환경 노출로 인한 다른 암에 적용할 수 있는 메커니즘을 제공하고 언젠가는 예방하는 방법으로 이어질 수 있습니다. “발암 물질에 노출되면 실제로 DNA에 아무런 영향을 미치지 않고도 암을 촉진 할 수 있다는 생각”이라고 영국 케임브리지 대학의 의학 유전학자인 Serena Nik-Zainal은 말합니다. “모든 발암 물질이 돌연변이 유발 물질은 아닙니다.”

 

암을 유발하는 오염

대기 오염으로 인해 매년 전 세계적으로 수백만 명이 사망하며, 여기에는 선암이라는 폐암으로 인한 250,000명 이상이 포함됩니다. 그러나 대기 오염이 어떻게 암을 유발하는지 조사하는 것은 부분적으로 담배 연기나 자외선과 같이 더 잘 연구된 발암 물질의 영향보다 덜 두드러지기 때문이라고 Nik-Zainal은 말합니다.

이 메커니즘을 밝히기 위해 런던의 프랜시스 크릭 연구소 (Francis Crick Institute)의 암 연구원 찰스 스완턴 (Charles Swanton)과 그의 동료들은 영국, 캐나다, 한국 및 대만의 환경 및 역학 데이터를 채굴했습니다. 데이터에 대한 담배 연기의 기여도를 줄이기 위해 팀은 EGFR이라는 유전자에 돌연변이를 일으키는 폐암에 초점을 맞추었습니다. 이러한 돌연변이는 흡연자보다 담배를 피우지 않은 사람들의 폐암에서 더 흔합니다.

연구팀은 EGFR 돌연변이가 있는 폐암이 평균 꽃가루 알갱이 너비의 10분의 1 미만인 지름 2.5 마이크로미터 이하의 흡입 가능한 입자 형태의 대기 오염에 노출되는 것과 관련이 있음을 발견했습니다. 이러한 오염은 내연 기관, 석탄 화력 발전소나 불타는 나무에 의해 배출됩니다.

 The growth of lung tumours (red) could be triggered by inflammation.Credit: ISM/Science Photo Library

더 많은 것을 배우기 위해, 팀은 인간 암과 관련된 EGFR 돌연변이를 가지고 실험용 마우스를 설계했습니다. 대기 오염에서 발견되는 것과 유사한 입자에 노출된 마우스는 노출되지 않은 대조군 마우스보다 폐종양이 발생할 가능성이 더 컸습니다.

그러나 폐암의 높은 비율에도 불구하고, 마우스는 폐 세포의 돌연변이 수의 증가를 하지 않았다. 대신, 입자 노출 후 몇 주 동안 지속하는 지속적인 염증 반응의 징후가 있었습니다. 폐로 몰려든 일부 면역 세포는 IL-1β라는 염증 촉진 단백질을 발현했습니다. IL-1β를 차단하는 항체로 마우스를 처리하면 폐암 발병률이 감소했습니다.

종합하면, 결과는 대기 오염이 노화중에 축적되는 DNA 오류의 결과로 폐에 이미 존재하는 돌연변이 세포의 증식을 촉진한다는 것을 시사합니다. “대기 오염이 암을 유발하는 주요 메커니즘은 새로운 돌연변이의 유도 때문이 아닙니다.”라고 샌프란시스코 캘리포니아 대학의 암 연구원인 Allan Balmain은 말합니다. “만성화되는 지속적인 염증은 이러한 돌연변이된 세포가 종양으로 자라게 하는 데 필수적입니다.”

이전 연구에 따르면 암과 관련된 돌연변이를 운반하는 세포가 때때로 건강한 조직에서 발견됩니다. Swanton과 그의 공동 연구자들은 비암성 폐 조직에서 EGFR 돌연변이의 빈도를 조사한 결과 600,000개의 세포 중 약 1개에 존재한다는 것을 발견했습니다. “그들은 거기에 있다”라고 프랜시스 크릭 연구소 (Francis Crick Institute)의 암유전체 학자인 에밀리아 림 (Emilia Lim)은 언론 브리핑에서 말했다. “드물지만 존재합니다.”

 

예방 조치

폐암 발견은 Balmain과 그의 공동 연구자들이 20개의 알려진 또는 의심되는 인간 발암 물질을 테스트했으며 대부분이 마우스의 DNA 돌연변이 수를 증가시키지 않는다는 것을 발견한 이전 결과와 일치합니다. Balmain은 암촉진 물질이 DNA 서열을 직접 변경하여 작용할 필요가 없다는 인식이 커지고 있으며 그의 실험실은 새로운 돌연변이를 찾는데 의존하지 않는 발암 물질에 대한 테스트를 개발하기 위해 노력하고 있다고 말합니다.

문제는 돌연변이 운반 세포가 대기 오염과 같은 환경 요인에 의해 활성화되는 것을 방지하는 방법입니다. 수백만 명의 사람들이 높은 수준의 대기 오염에 노출되어 있어서 IL-1β 차단 약물로 모든 것을 치료하는 것은 불가능하며 비용이 많이 들고 건강한 사람들에게 원치 않는 부작용을 일으킬 수 있다고 Balmain은 말합니다.

대신 Balmain은 염증과 싸우는 간단한 식이 중재가 일부 암의 위험을 줄일 수 있다고 제안합니다. “이러한 질문을 다시 검토하고 악성 질환 예방에 도움이 될 수 있는 최고의 식이 요인을 확인하려고 노력할 가치가 있습니다.”라고 그는 말합니다. “그들 중 많은 사람이 그렇게 할 수 있습니다 – 우리는 올바른 테스트를 하지 않았기 때문에 모릅니다.“

 

References

Hill, W. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-023-05874-3 (2023).

Riva, L. et al. Nature Genet. 52, 1189–1197 (2020).

Martincorena, I. et al. Science 348, 880-886 (2015).

세계는 물 위기에 직면해 있습니다. 4개의 강력한 차트가 방법을 보여줍니다.

수억 명의 사람들이 안전한 물과 위생 시설을 이용하지 못하고 있습니다. 거의 50년 만에 물에 관한 첫 유엔 회의가 변화를 가져올까요?

https://www.nature.com/articles/d41586-023-00842-3

NEWS EXPLAINER, 21 March 2023, Correction 22 March 2023

The world faces a water crisis — 4 powerful charts show how

Hundreds of millions of people lack access to safe water and sanitation. Will the first UN conference on water in nearly 50 years make a difference?

 이번 주 소말리아 정부, 유엔아동기구 유니세프, 세계보건기구가 발표한 보고서에 따르면 지난해 소말리아에서 가뭄으로 4만3000명이 사망했을 가능성이 있다고 한다. 크레딧: Jerome Delay/AP/Shutterstock

 

유엔 물 회의가 내일 시작됩니다. 네덜란드와 타지키스탄이 공동 주최하는 3일간의 행사는 뉴욕의 UN 본부에서 열릴 예정이며 거의 반세기 만에 처음 있는 행사가 될 것입니다. 안전한 식수 얻지 못하는 사람이 2000년보다 더 많은 사하라 사막 이남 아프리카(‘아프리카의 방치’ 참조)를 제외하고, 그동안 전 세계적으로 점점 더 많은 사람이 안전한 물과 위생 시설에 접근할 수 있게 되었습니다. (‘두 반쪽 이야기’ 참조) 전 세계적으로 약 5억 명의 사람들이 노상 배변을 해야 하며 수백만 명이 오염된 물 공급에 의존하고 있습니다. 이 회의가 차이를 만들 수 있습니까?

 출처: WHO/UNICEF

 

UN이 물에 관한 회의를 조직하는 데 46년이 걸린 이유는 무엇입니까?

가장 간단한 대답은 물(독립적인 주제)이 국제 지속 가능한 개발 정책 의제에서 높은 비중을 차지하지 못했다는 것입니다. 적어도 지금까지는 국제 물 관리 연구소(International Water Management Institute)의 개발 연구 부국장인 Rachael McDonnell이 말했습니다. , 로마에 기반.

 

1977년 아르헨티나 마르델플라타에서 최초의 UN 물 회의가 열렸습니다. 118개 국가 및 영토의 대표들이 12일 동안 만나 마르델 플라타 행동 계획을 발표했습니다. 20세기 말까지 세계적인 물 위기를 피하려고 1990년까지 국가들이 보편적인 깨끗한 물과 위생을 달성할 것을 권고했습니다.

 

여러 저소득 국가에서 재정적 지원을 요청했지만 거절당했고 대신 당시 Nature가 보고한 대로 물 프로젝트에 자금을 조달하는 방법에 관한 연구가 제안되었습니다.

 

2015년 국제 사회는 모두에게 깨끗한 물과 위생 시설을 제공하기 위한 2030년 목표(UN 지속 가능한 개발 목표, SDGs에 따라)를 설정했습니다. 세계보건기구(WHO)와 유엔아동기구 유니세프(UNICEF)의 자료에 따르면 2020년 현재 약 20억 명의 사람들이 여전히 집에 안전한 식수가 부족하고 그 중 약 1/3이 집에 기본적인 손 씻기 시설이 없는 것으로 나타났습니다. 현재의 개선 속도로는 2030년 기한까지 16억 명의 사람들이 집에서 안전한 식수가 부족할 것입니다.

 출처: WHO/UNICEF

 

물은 2021년 9월 식량 안보에 관한 UN 회의나 작년 이집트에서 열린 기후 COP27의 우선 순위가 아니었다고 네덜란드의 국제 물 문제 특사인 Henk Ovink는 말합니다. UN의 모든 후속 절차에서 물은 확고한 위치를 차지해야 한다고 그는 강조합니다. 여기에는 7월 로마에서 열리는 UN Food Systems Stocktaking Moment, 9월 뉴욕 SDG Summit, 11월 두바이 COP28이 포함됩니다. McDonnell은 “지금 일어나고 있는 일이 너무 끔찍하고 앞으로 더 악화될 것이기 때문에 46년을 더 기다릴 수 없습니다.”라고 말합니다.

 

최악의 위기는 어디입니까?

물 위기는 저소득 국가에서 최악입니다. 예를 들어 사하라 이남 아프리카 인구의 약 70%가 안전한 식수 서비스가 부족합니다.

 

베이루트에 본부를 둔 UN과 연결된 싱크탱크인 아랍 기후 변화 정책 센터의 Carol Cherfane 소장은 이 회의에서 취약한 지역 사회와 분쟁 및 분쟁 후 환경에 있는 사람들의 물 불안정 문제를 먼저 해결해야 한다고 말했습니다. 유니세프와 세계보건기구가 이번 주에 발표한 보고서에 따르면 지난해 소말리아에서 가뭄으로 43,000명이 사망했을 가능성이 있다고 합니다(‘Scorched Earth’ 참조).

 출처: IPCC

 

의료 및 위생을 위해 물에 대한 더 나은 접근성을 제공하는 것은 또 다른 긴급한 우선순위입니다. 너무 많은 사람이 오염된 물을 사용할 수밖에 없습니다(‘대변 오염’ 참조). 세계보건기구(WHO)와 유니세프(UNICEF)가 물에 관한 20년간의 데이터를 요약한 이전 공동 보고서에 따르면 2021년에는 전 세계 의료 시설 10개 중 1개에 위생 서비스가 없었고 약 8억 5700만 명이 의료 시설에서 물 서비스를 받지 못했습니다.

 

회의에서는 수자원을 공유하는 국가들이 더 효과적으로 소통하는 방안도 논의할 예정입니다. 국경을 넘는 물 협력 연합(Transboundary Water Cooperation Coalition)은 지난해 말 유엔 과학기구 유네스코(UNESCO) 파리 본부에서 출범했다. 이것은 중동과 북아프리카 국가들에 특히 중요할 것입니다. Cherfane은 “아랍 국가의 수자원 중 약 2/3가 국경 밖에서 유입됩니다”라고 말합니다. “초국경 유역 수준의 접근은 갈등을 일으키는 도구가 아니라 대화와 협력 및 조정을 위한 기회를 만드는 도구로써 매우 중요합니다.”

 

기후 변화는 수자원에 어떤 영향을 미칩니까?

이번 주에 발간된 기후 변화에 관한 정부 간 패널(Intergovernmental Panel on Climate Change)의 최신(6차) 평가 보고서에 따르면, 세계 인구의 약 절반이 이미 적어도 올해 중 일부는 심각한 물 부족 위험에 처해 있습니다. 이 숫자는 폭우, 홍수, 가뭄 및 산불 사건과 같은 기후 변화의 영향으로 인해 증가할 가능성이 있습니다. 지구 온도가 산업화 이전 온도보다 1.5°C 상승하면 세계 여러 지역에서 극심한 농업(토양 수분) 가뭄이 두 배로 증가할 것으로 예상됩니다.

당시 수단의 관개 장관이었던 야히아 압델 마지드(Yahia Abdel Mageed)는 1977년 제1차 유엔 수자원 회의 사무총장이었습니다. 해당 회의에서 저소득 국가를 위한 재정 지원 요청은 거절당했습니다. 제공: Keystone Pictures USA/Zuma Press/Alamy

 

회의가 법적 구속력이 있는 물 조약으로 이어질까요?

회의는 ‘물 행동 의제’를 만들 것입니다. 그러나 여기에는 “자발적 약속”이 포함될 것이라고 McDonnell은 말합니다. “구속력이 있는 것은 없습니다. 파리[기후] 협정과 동등한 것은 없습니다.” 더욱이 모든 물 관련 SDGs의 진행 상황을 이행하고 모니터링할 책임이 있는 유엔 주도 기구가 없습니다. Ovink는 “컨퍼런스는 제도적 공허함을 발견했습니다.”라고 말합니다. “우리는 지금 물 컨퍼런스로 매우 바쁘지만 물에 대해서는 그다지 바쁘지 않습니다.”

 

그러나 새로운 조약이나 제도적 유엔 기구를 세우는 데는 수년이 걸릴 것입니다. 대신 대표단은 기존 조약과 UN 시스템에서 물을 우선시하도록 요구할 것입니다.

 

일부 국가에서는 특히 해수 담수화 또는 폐수 처리와 같은 프로젝트에 대한 보조금 형태로 더 많은 자금을 요구할 것입니다. 암만에 본부를 둔 요르단 물 및 관개부 대변인 오마르 살라메(Omar Salameh)는 기존의 많은 국제 지원이 대출이라고 말했습니다. “그러나 대출은 이미 어려움을 겪고 있는 경제에 대한 재정적 압박을 악화시킵니다.’라고 그는 말합니다.

 

유엔 사무총장 안토니오 구테레스(António Guterres)는 COP27에서 발표한 계획을 위한 자금 조달을 강화할 것으로 예상되며, 모든 유엔 회원국에서 기후 조기 경보 시스템을 구축하여 국가가 극한 상황에 더 잘 대비할 수 있도록 합니다. “193명의 회원 중 절반만이 적절한 조기 경보 서비스를 갖추고 있습니다. “향후 5년 동안 약 30억 달러가 필요합니다.”라고 Taalas는 덧붙입니다. 지금까지 이 중 약 10%가 다양한 출처를 통해 모금되었습니다.

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-00842-3