9강 / 20강

종양이 스스로 정체를 드러낸다

제13장 「만들면 잘리고, 잘리면 걸린다. 세포는 제가 만드는 것을 숨길 수 없다」

CTL 이 종양 세포 옆을 지납니다. 어떻게 이것이 표적인지 알까요?

소설이 이 대목을 "이 이야기 전체가 걸려 있는 자리" 라고 부릅니다.

"종양 세포가 KIT D816V 단백질을 많이 만든다는 것은 곧 그 단백질의 조각을 표면에 많이 내건다는 뜻이다. 만들면 잘리고, 잘리면 걸린다. 세포는 제가 만드는 것을 숨길 수 없다."

고등학생가방을 안 열어 보고 안을 아는 방법

학교에서 가방 검사를 한다고 해 봅시다. 그런데 가방을 열 수 없습니다. 어떻게 안에 뭐가 있는지 알까요?

규칙을 하나 만들면 됩니다

"가방에 넣은 물건은 이름표를 만들어 가방 겉에 붙여야 한다."

MHC I 이 정확히 이 규칙입니다.

세포 안	세포 밖
단백질을 만든다	→ 조각이 겉에 걸린다
많이 만든다	→ 많이 걸린다

안을 못 보면, 밖에 내걸게 하면 된다

이 발상은 면역학 밖에서도 씁니다 — 회사의 회계 공시, 프로그램의 로그가 같은 원리예요.

MHC I — 모든 세포의 강제 신고 제도

몸의 거의 모든 유핵세포가 이 일을 합니다.

세포 안의 단백질
   → 프로테아솜이 8~12글자로 자른다
      → TAP 가 소포체로 퍼 나른다
         → MHC I 홈에 실린다
            → 세포 표면에 걸린다

이 흐름은 선택이 아닙니다. 세포가 하는 일상적인 단백질 회전(turnover)의 부산물이 그대로 표면에 실립니다.

면역계는 들여다보지 않고도 세포 안을 감시한다

이 설계가 왜 영리한지 보세요 — 세포 안을 직접 볼 방법은 없습니다. 그래서 안의 내용을 밖에 내걸도록 강제했습니다. 그리고 많이 만들수록 많이 걸립니다.

고등학생왜 하필 그 변이가 표적이 되나요

종양 세포에는 변이가 수백~수천 개 있습니다. 그런데 백신은 하나를 골랐습니다. 왜 그것일까요?

두 조건을 동시에 만족해야 합니다

조건	왜 필요한가
많이 만든다	많이 걸려야 보인다
못 버린다	버릴 수 있으면 도망간다

드라이버 변이가 이 둘을 다 만족합니다. 종양이 그 변이 덕분에 자라고 있으니까요.

변이 덕분에 자란 세포가, 그 변이 때문에 표적이 된다

이것이 /mrna 5~6강에서 KIT D816V 를 고른 이유입니다. 그때는 '면역원성이 낮다' 는 단점을 감수했는데, 여기서 그 대가를 갚습니다.

드라이버 변이의 역설

여기서 이 이야기 전체가 한 문장으로 닫힙니다.

변이 덕분에 죽지 않고 자란 세포가,
바로 그 변이 때문에 표적이 된다

왜 이것이 특별한지 정리합니다.

변이의 성격	발현량	버릴 수 있나	표적으로
드라이버 (KIT D816V)	과발현 — 종양이 이것에 의존	못 버린다 — 버리면 못 자란다	✅ 이상적
승객 변이	보통	버려도 된다	⚠️ 잃을 수 있다
정상 자기 단백질	보통	—	❌ T세포가 없다

첫 줄의 두 칸이 동시에 좋습니다. 많이 만들어서 잘 보이고, 버릴 수 없어서 도망갈 수 없습니다.

/mrna 5~6강에서 왜 미스센스 드라이버를 골랐는지 따졌던 것이 여기서 값을 받습니다. 그때는 면역원성이 낮다는 단점을 감수한 선택이었는데, 이 두 가지가 그 대가를 갚습니다.

고등학생그럼 종양은 어떻게 도망가나요

표적을 못 버린다면, 종양은 다른 칸을 막습니다.

사슬 어디를 끊어도 됩니다

만든다 → 자른다 → 나른다 → 싣는다 → 내건다

끊는 자리	어떻게
자른다	프로테아솜 구성을 바꾼다
나른다	TAP 을 잃는다 — 소포체로 못 들어간다
싣는다	β2-마이크로글로불린을 잃는다 — MHC 가 조립이 안 된다
내건다	MHC I 발현 자체를 낮춘다

실제로 면역치료가 듣다가 안 듣게 되는 환자에게서 β2M 소실이 자주 발견됩니다.

표적을 못 버리면 표적을 보여 주는 장치를 버린다

그런데 이 회피에는 대가가 있습니다 — MHC I 이 없는 세포는 NK 세포의 표적이 됩니다. 20강에서 다시 봅니다.

필요한 pMHC 수가 적다는 것이 이 시스템의 감도입니다. 그래서 회피는 제시 자체를 막는 쪽으로 갑니다.

Python 브라우저에서 실행

# 발현량이 늘면 표면의 pMHC 가 얼마나 늘어나는가.
import numpy as np, pandas as pd

def surface_pmhc(protein_copies, frac_degraded=0.3, epitope_yield=0.02,
                 tap_eff=0.15, mhc_avail=0.5):
    # 만든 것 중 일부가 분해되고, 그중 일부가 이 에피토프가 되고,
    # 그중 일부가 TAP 를 통과하고, 그중 일부가 MHC 에 실린다
    return protein_copies*frac_degraded*epitope_yield*tap_eff*mhc_avail

rows = []
for name, copies in [("정상 세포의 KIT", 2e4),
                     ("종양 (5배 과발현)", 1e5),
                     ("종양 (20배 과발현)", 4e5)]:
    n = surface_pmhc(copies)
    rows.append((name, f"{copies:,.0f}", f"{n:,.0f}",
                 "T세포가 알아본다" if n > 50 else "문턱 아래"))
print(pd.DataFrame(rows, columns=["세포","KIT 단백질 수","표면 pMHC 수","판정"]).to_string(index=False))
print()
print("CTL 이 반응하는 데 필요한 pMHC 수는 놀랍게 적습니다.")
print("연구에 따라 다르지만 세포당 수십 개면 충분하다는 보고가 여럿입니다.")
print()

# MHC I 을 낮추면?
print("종양이 MHC I 발현을 낮추면 (20배 과발현 세포 기준):")
base = surface_pmhc(4e5)
for loss in (0.0, 0.5, 0.9, 0.98):
    n = base*(1-loss)
    print(f"  MHC I {loss:>4.0%} 감소 -> pMHC {n:>8,.0f} 개  {'보인다' if n > 50 else '안 보인다'}")
print()
print("발현량을 늘리는 것보다 MHC 를 낮추는 것이 훨씬 효과적인 회피입니다.")
print("곱셈 사슬의 뒤쪽 칸을 막는 것이니까요.")

고등학생위 코드가 방금 무슨 일을 했나요

단백질을 만든 수부터 시작해서, 곱하기를 네 번 해서 표면에 걸리는 pMHC 수를 계산했습니다.

곱셈 사슬을 다시 봅시다

만든 수 × 분해율 × 이 에피토프 비율 × TAP 통과 × MHC 적재

이런 사슬에서는 뒤쪽 칸을 막는 것이 훨씬 효과적입니다. 앞을 아무리 늘려도 뒤에서 0 을 곱하면 0 이니까요.

종양이 하는 일	효과
발현량을 줄인다	비례해서 준다
MHC 를 없앤다	0 이 된다

그리고 필요한 pMHC 수가 적다는 것도 보세요 — 수십 개면 됩니다. 그래서 발현량을 조금 줄이는 정도로는 못 숨습니다.

🤔 확인 문제

종양 세포가 자신의 드라이버 변이 단백질을 숨길 수 없는 이유는?

🤔 확인 문제

드라이버 변이가 백신 표적으로 이상적인 두 가지 이유는?