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한 연구소에서 탄생한 세 번의 래스커상: WEHI는 어떻게 세계적인 발견을 이어왔을까?

WEHI의 세 래스커상 수상자 맥팔레인 버넷, 도널드 메트칼프, 자크 밀러

⏱ 30초 요약

✓ 호주 멜버른의 WEHI는 70여 년에 걸쳐 세 명의 앨버트 래스커상(Albert Lasker Award) 수상자를 배출했습니다.
✓ 맥팔레인 버넷, 도널드 메트칼프, 자크 밀러는 각각 현대 면역학과 혈액학을 바꾼 획기적인 발견으로 래스커상을 받았습니다.
✓ 이들의 연구는 오늘날 백신, 장기이식, 혈액줄기세포 이식, 면역항암제 등 현대 의학의 중요한 토대가 되었습니다.
✓ 세 수상자의 연구는 서로 다른 시대에 이루어졌지만, 모두 면역과 혈액세포의 기본 원리를 이해하려는 연구에서 출발했습니다.

호주 멜버른 파크빌(Parkville)의 플레밍턴 로드(Flemington Road)를 따라 걷다 보면 Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research(WEHI)가 자리하고 있습니다.

제가 현재 연구하고 있는 이 연구소는 지난 70여 년 동안 세 명의 앨버트 래스커상 수상자를 배출했습니다.

사실 저는 노벨상은 오래전부터 잘 알고 있었지만, 몇 년 전까지만 해도 래스커상에 대해서는 잘 알지 못했습니다.

그러던 어느 날 연구소 3층 엘리베이터 근처를 지나가다가 한 실험실의 유리벽에 붙어 있는 사진 한 장이 눈에 들어왔습니다. 사진 속에는 자크 밀러(Jacques Miller)가 래스커상 트로피를 들고 있었습니다.

그 사진을 보면서 처음으로 “래스커상은 어떤 상일까?”라는 궁금증이 생겼습니다.

그때부터 래스커상에 대해 찾아보기 시작했고, WEHI에서 버넷, 메트칼프, 밀러 세 명이 이 상을 받았다는 사실도 알게 되었습니다.

멜버른 WEHI에 전시된 Albert Lasker Award 트로피. 직접 촬영한 사진.

래스커상은 흔히 ‘미국의 노벨상(America's Nobels)’이라 불립니다. 많은 래스커상 수상자가 이후 노벨상을 받았기 때문입니다. 래스커상과 노벨상이 어떻게 다른지는 별도의 글에서 자세히 소개했습니다.

그렇다면 WEHI의 세 과학자는 각각 어떤 발견으로 이 상을 받았을까요?

맥팔레인 버넷 (1952)

프랭크 맥팔레인 버넷(Sir Frank Macfarlane Burnet)은 1952년 바이러스학과 면역학 분야의 선구적인 연구로 래스커 기초의학상을 수상했습니다.

그는 이후 오랫동안 WEHI 소장을 맡으며 연구소의 과학 문화를 만들어 갔고, 메트칼프와 밀러가 연구를 시작하기 훨씬 이전부터 연구소의 방향을 이끌었습니다.

1960년에는 획득 면역관용(acquired immunological tolerance) 연구로 노벨 생리의학상을 공동 수상했습니다.

버넷의 연구는 왜 중요했을까?

버넷은 현대 면역학의 토대를 만든 인물 가운데 한 명입니다.

그가 제시한 클론 선택설(Clonal Selection Theory)은 우리 몸이 어떻게 특정 병원체를 선택적으로 인식하고 기억하는지를 설명하는 중요한 틀을 제공했습니다.

오늘날 면역기억, 백신, 자가면역질환과 장기이식 면역학을 이해하는 데에도 이 개념이 중요한 토대가 되었습니다.

버넷의 중요한 공헌 중 하나는 면역계를 설명할 수 있는 새로운 이론적 틀을 제시한 것입니다.

도널드 메트칼프 (1993)

도널드 메트칼프(Donald Metcalf)는 혈액세포의 성장을 조절하는 콜로니 자극 인자(Colony-Stimulating Factors, CSFs) 연구로 1993년 래스커 기초의학상을 받았습니다.

그의 연구는 골수에서 혈액세포가 어떻게 만들어지고 조절되는지를 이해하는 데 결정적인 전환점이 되었습니다.

특히 G-CSF 연구는 이후 항암치료를 받는 환자의 백혈구 회복과 조혈모세포 이식에 사용되는 치료법으로 이어졌습니다.

G-CSF를 이용하면 조혈모세포와 전구세포를 골수에서 혈액으로 이동시킨 뒤 채취할 수 있어 오늘날 말초혈 조혈모세포 기증에도 널리 활용됩니다.

메트칼프는 ‘콜로니 자극 인자의 아버지(Father of Colony-Stimulating Factors)’라고 불리기도 합니다.

또 하나 특별한 점은 그의 연구 경력입니다.

그는 60년이 넘는 연구 생활 동안 WEHI에서 연구를 이어가며 혈액세포 생성을 조절하는 신호를 오랫동안 추적했습니다.

메트칼프의 연구는 왜 중요했을까?

오늘날 암 환자가 항암치료 후 감소한 호중구를 회복하기 위해 사용하는 G-CSF 치료제는 이러한 연구에서 출발했습니다.

또한 혈액줄기세포를 골수 밖 혈액으로 이동시켜 채취할 수 있게 되면서 조혈모세포 기증과 이식 방식에도 큰 변화가 생겼습니다.

이러한 기초 연구는 이후 실제 환자에게 사용되는 G-CSF 치료제로 이어졌습니다.

자크 밀러 (2019)

자크 밀러(Jacques Miller)는 2019년 에모리대학교의 맥스 쿠퍼(Max Cooper)와 함께 래스커 기초의학상을 공동 수상했습니다.

밀러의 발견은 당시 별다른 기능이 없는 것으로 여겨졌던 흉선(thymus)에서 시작되었습니다.

신생 마우스의 흉선을 제거했을 때 심각한 면역결핍이 나타나는 것을 관찰하면서, 그는 흉선이 면역계 발달에 필수적인 기관이라는 사실을 밝혀냈습니다.

이 연구를 통해 흉선에서 발달하는 새로운 종류의 림프구가 밝혀졌고, 이 세포는 훗날 T 세포(T cells)라고 불리게 되었습니다.

한편 쿠퍼의 연구는 항체를 만드는 B 세포(B cells)라는 별도의 림프구 계통을 확립하는 데 기여했습니다.

두 사람의 연구는 적응면역계가 서로 다른 역할을 하는 T 세포와 B 세포라는 두 가지 주요 림프구 계통으로 구성되어 있음을 보여주었습니다.

밀러의 연구는 왜 중요했을까?

T 세포의 발견은 면역계가 감염된 세포를 제거하고, 다른 면역세포의 기능을 조절하며, 암세포에 대응하는 방식을 이해하는 데 새로운 출발점이 되었습니다.

오늘날 T 세포 면역의 원리를 바탕으로 한 면역관문억제제(checkpoint inhibitors)와 CAR-T 세포치료 역시 이러한 T 세포 생물학의 발전 위에서 탄생했습니다.

한때 중요하지 않은 기관으로 여겨졌던 흉선이 사실은 적응면역계를 만드는 핵심 기관이라는 사실을 밝혀낸 것이 밀러 연구의 가장 큰 업적 가운데 하나입니다.

왜 WEHI에서는 이런 발견이 계속 이어졌을까?

버넷, 메트칼프, 밀러를 연결하는 것은 단순히 같은 연구소에서 일했다는 사실만은 아닙니다.

버넷은 면역계가 어떻게 자기와 비자기를 구별하는지를 이해할 수 있는 이론적 틀을 만드는 데 기여했고, 밀러는 T 세포가 어디에서 발달하며 면역계에서 어떤 역할을 하는지를 밝혔습니다. 메트칼프는 혈액과 면역세포의 생성과 생존을 조절하는 성장인자를 연구했습니다.

서로 다른 연구처럼 보이지만 모두 혈액과 면역계가 어떻게 만들어지고, 선택되고, 조절되는지를 이해하려는 큰 질문으로 연결됩니다.

메트칼프는 수십 년 동안 콜로니 자극 인자를 연구했고, 밀러의 흉선 연구 역시 처음부터 모두에게 받아들여진 것은 아니었습니다.

세 연구를 돌아보면 한 가지 공통점이 있습니다. 중요한 질문을 오랫동안 추적할 수 있었다는 점입니다.

제가 WEHI에서 연구하면서 이 역사를 다시 보게 된 이유도 바로 이 부분입니다. 좋은 연구 환경은 단순히 좋은 장비나 시설만을 의미하지 않습니다. 중요한 질문을 충분히 오래 붙잡고 연구할 수 있는 시간과 문화 역시 중요하다고 생각합니다.

몇 년 전에는 이름조차 잘 몰랐던 래스커상입니다. 하지만 지금은 연구소를 오가며 그 트로피를 볼 때마다, 그 뒤에 있었던 긴 연구의 시간과 세 과학자의 이야기를 함께 떠올리게 됩니다.

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참고
마크 펠드만(Sir Marc Feldmann)은 2003년 류마티스관절염의 항-TNF 치료법 개발로 래스커상을 공동 수상했습니다. 그는 멜버른대학교에서 의학을, WEHI에서 박사학위를 받았지만, 수상으로 이어진 연구는 영국 런던의 케네디 류마티스연구소(Kennedy Institute of Rheumatology)에서 수행되었습니다. 따라서 그는 WEHI에서 배출된 래스커상 수상자라기보다는, WEHI에서 성장한 과학자로 보는 것이 더 정확합니다.

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WEHI가 배출한 세 명의 래스커상 수상자: 버넷, 메트칼프, 밀러