폐암이 발생하기 전, 폐 속에서 일어나는 염증 반응을 미리 차단하면 암 발생 자체를 억제할 수 있다는 동물실험 결과가 나왔다. 특히 이번 연구에 사용된 약물 후보 물질은 이미 다른 질환 치료를 위해 사람을 대상으로 한 임상시험을 거친 바 있어, 향후 폐암 예방약으로 개발이 앞당겨질 가능성이 주목된다.

미국에서는 매년 10만 명 이상, 국내에서도 연간 2만 명가량이 폐암으로 목숨을 잃는다. 폐암의 가장 큰 위험 요인은 흡연이지만, 대기오염 등 환경적 요인도 발병에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 평생 담배를 피운 적이 없는 사람에게도 폐암 발병이 늘어나면서, 암이 생기기 전 단계에서 발병 위험 자체를 낮추는 '암 차단(cancer interception)' 관련 연구가 활발히 이뤄지고 있다.

미국 매사추세츠공대(MIT) 코흐통합암연구소 소속 상기타 바티아(Sangeeta N. Bhatia) 교수 연구팀은 이 문제를 확인하기 위해, 지난 2017년 진행된 한 심혈관 질환 임상시험 결과에 주목했다. 당시 염증 유발 물질인 'IL-1 베타'를 억제하는 항체를 투여받은 환자들 중 일부에서, 애초 목표였던 심혈관 효과와 별개로 이후 몇 년간 폐암 발생률이 낮아지는 예상 밖의 결과가 나타난 바 있다. 연구팀은 IL-1 베타가 몸속에서 활성화되는 과정에 관여하는 여러 단백질분해효소를 추적하는 한편, 암이 잘 생기도록 유전자를 조작한 생쥐 모델과 폐암 환자의 폐에서 채취한 액체 검체를 함께 분석했다.

분석 결과, 여러 후보 효소 가운데 '카스파제-1(caspase-1)'이 폐암과 밀접하게 관련돼 있는 것으로 나타났다. 카스파제-1은 정상 폐 조직보다 종양이 생긴 부위에서 훨씬 활발하게 작동했으며, 폐암 환자의 폐에서 채취한 액체 검체에서도 건강한 사람의 검체보다 카스파제-1 활성이 높게 나타났다. 동물실험과 사람 검체 분석 결과가 같은 방향을 가리키면서, 카스파제-1이 폐암을 예방할 수 있는 표적이 될 수 있다는 근거가 마련됐다.

연구팀은 카스파제-1 억제제인 '벨나카산(belnacasan)'을 종양 발생 이전 단계의 생쥐에게 투여해, 이 효소가 실제 폐암 예방에 활용될 수 있는지 확인했다. 그 결과 약을 투여받지 않은 생쥐에 비해, 벨나카산을 투여받은 생쥐는 폐에 생긴 종양의 개수가 더 적고 크기도 더 작았다. 여기에 앞서 언급한 IL-1 베타를 차단하는 항체 치료를 함께 투여했을 때는 효과가 한층 더 커져서, 병용 투여를 받은 생쥐의 약 20%에서는 종양이 아예 생기지 않았다.

벨나카산은 원래 간질, 건선 등의 치료 목적으로 개발돼 사람을 대상으로 한 임상시험까지 거친 약물 후보 물질이다. 이미 사람에게 투여했을 때의 안전성 자료가 쌓여 있는 만큼, 완전히 새로운 예방약을 처음부터 개발하는 것보다 임상 개발을 더 빠르게 진행할 수 있다. 연구팀은 앞으로 폐암 위험이 높은 사람들 가운데 염증 지표가 높은 집단을 선별해, 실제 예방 효과를 확인하는 임상시험을 계획하고 있다고 밝혔다.

연구책 임자인 상기타 바티아 교수는 "카스파제-1 억제제는 이미 사람에게 투여돼 안전성 시험을 거쳤다는 점이 매력적"이라며, "암 예방 약물로 용도 전환이 가능할 것"이라고 말했다.

이번 연구(Multimodal profiling of pro-inflammatory protease activity identifies caspase-1 as a target for lung cancer interception: 유발 단백질분해효소 활성의 다중모드 프로파일링을 통해 카스파제-1을 폐암 차단 표적으로 규명하다)는 2026년 8월 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 게재됐다.