생분해성 마그네슘 마이크로스피어: 종양색전술(TACE)의 새로운 패러다임

- 7월 08, 2025

생분해성 마그네슘 마이크로스피어: 종양색전술(TACE)의 새로운 패러다임

주요 키워드: 마그네슘 마이크로스피어, 종양색전술, TACE, 종양 면역치료, CD8+ T 세포, Ki-67, IFN-γ, 간암 치료, 생분해성 색전물질

서론

간세포암(Hepatocellular carcinoma, HCC)은 전 세계적으로 암으로 인한 사망 원인 중 상위를 차지하며, 치료가 매우 어려운 질환 중 하나입니다. 이 가운데 **경동맥화학색전술(TACE)**은 비수술 환자에게 적용되는 대표적 국소치료 방법입니다. 그러나 현재 사용되는 색전물질은 대부분 비활성적이며 단순히 혈류를 차단하는 데 그쳐, 장기적인 종양 조절과 면역 반응 유도에는 한계가 있습니다.

2025년 7월, Science Advances에 발표된 **Gong et al.**의 논문은 이 분야에 혁신을 가져왔습니다. 연구팀은 **면역 자극 효과를 동시에 지닌 생분해성 마그네슘 마이크로스피어(Mg MSs)**를 개발하여, 기존의 TACE 치료를 뛰어넘는 종양 억제 효과와 면역 활성화를 확인하였습니다.

1. 왜 마그네슘 마이크로스피어인가?

마그네슘은 인체 내 필수 미네랄로 생체적합성이 높고 자연 분해가 가능하며, Mg²⁺ 이온 방출을 통해 면역세포 활성화를 유도할 수 있습니다. 기존의 PVA 또는 PLA 기반의 색전물질은 단순한 혈관 폐쇄 효과만을 가지는 반면, Mg MSs는 능동적인 생리적 반응 유도가 가능합니다.

2. 색전과 면역자극의 융합 전략

Mg MSs는 단순한 물리적 차단을 넘어서 다음과 같은 이중 작용 기전을 갖습니다:

기계적 종양 혈류 차단으로 국소 종양 괴사 유도
면역세포(특히 CD8⁺ T 세포)의 활성화를 통한 전신 항종양 면역 반응 촉진

[그림 1] 마우스 종양 모델에 Mg MSs를 주입한 후의 치료 프로토콜 개요. 혈관 색전 → 면역세포 침윤 증가 순으로 진행됨.

3. 면역활성 지표: Ki‑67와 IFN-γ 분석

연구진은 CD8+ T 세포의 증식 지표인 Ki‑67 및 IFN‑γ 생성능을 측정함으로써, Mg MSs가 면역세포의 활성을 실질적으로 증진시킨다는 것을 입증했습니다.

[그림 2 ] 종양 내 CD8+ T 세포의 Ki-67 발현율 및 IFN-γ 농도. Mg MSs 투여군에서 통계적으로 유의미한 증가 관찰됨. (p < 0.01)

4. 동물모델에서의 효능: 생존 연장 및 종양 억제

다음과 같은 동물 모델 실험을 통해 Mg MSs의 효과가 입증되었습니다:

마우스 피하 종양 모델: 종양의 성장 억제 및 면역세포 침윤 증가
토끼 VX2 간암 모델: 종양 괴사 유도 및 생존 기간 연장

[그림 3] 생존율 비교 그래프: 대조군 vs 일반 TACE vs Mg MSs. Mg MSs 투여군에서 생존기간이 가장 길게 나타남.

5. 임상 적용 가능성 및 안전성

연구팀은 제한적이지만 소규모 환자 임상 연구도 진행하였으며, 다음과 같은 긍정적인 결과를 확인했습니다:

우수한 생체적합성: 치료 후 합병증이나 부작용 없음
영상학적 효과 확인: 종양 부위에서 명확한 색전 반응과 종양 괴사 소견

이는 추후 임상 2상, 3상 연구로 이어질 가능성이 큽니다.

6. 기존 색전물질과의 비교

항목	기존 색전물질	마그네슘 마이크로스피어
기능	단순 색전	색전 + 면역 자극
생분해성	대부분 비생분해성	생분해성
면역 반응	없음	CD8⁺ T 세포 활성화
장기 독성	축적 가능	Mg2+로 무해 분해

Mg MSs는 세계 최초의 ‘능동형’ 색전 입자로서, TACE 치료의 패러다임을 변화시킬 가능성이 있습니다.

7. 향후 연구 방향

**면역관문억제제(ICIs)**와의 병용 가능성
투여 용량 최적화 및 지속 방출 제어
다양한 고형암(신장암, 폐암, 위암 등)으로의 적용 확장

8. 한계점 및 과제

제조 공정의 일관성 확보 필요
장기 안전성에 대한 대규모 인체 연구 필요
면역반응의 개인차로 인한 치료 효과의 가변성 고려 필요

결론

Gong et al.의 연구는 생분해성 마그네슘 마이크로스피어를 이용한 종양 색전술의 진화를 보여주는 역사적인 사례입니다. 단순한 혈관 폐색을 넘어, 전신 면역 활성화까지 가능하게 하는 이 기술은 다음과 같은 잠재력을 가집니다:

고형암에 대한 국소 + 전신 통합 치료
면역치료와의 궁합이 우수한 인터벤션 전략
향후 자가면역 조절이 가능한 '스마트 색전물질' 개발의 기반

참고문헌

[1] F. Gong, S. Fang, Z. Zhao, et al., “Magnesium microspheres for enhanced transarterial chemo-embolization therapy: from animal models to a pilot clinical study,” *Sci. Adv.*, vol. 11, eadv0885, Jul. 2025. DOI: 10.1126/sciadv.adv0885

[2] M. Zhang, L. Li, “Biodegradable embolic agents in interventional oncology,” *Cardiovasc. Intervent. Radiol.*, vol. 47, no. 1, pp. 11–21, 2024.

[3] Y. Chen et al., “Immune response modulation via Mg2+ delivery in tumor microenvironment,” *J. Immunother. Cancer*, vol. 12, no. 3, 2024.

[4] S. Wu et al., “Controlled release Mg microspheres for embolization,” *Biomaterials*, vol. 278, pp. 121150, 2023.

[5] H. Sheng et al., “Degradable implantable Mg devices,” *Sci. Adv.*, vol. 7, no. 1, eabe3097, 2021.

[6] K. Park, J. Lee, “Nanoparticles in transcatheter therapy,” *Adv. Drug Deliv. Rev.*, vol. 181, 113930, 2023.

[7] S. Zhang et al., “TACE combined with immunotherapy,” *OncoImmunology*, vol. 13, e2124423, 2024.

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