가슴뼈 뒤, 심장 바로 앞에 흉선이라는 기관이 있다. 면역세포인 T세포를 길러 내보내는 곳이다. 이 기관에 대해 널리 알려진 설명은 "사춘기를 지나면서 작아진다"인데, 실제로는 그보다 훨씬 이르다. 생후 1년쯤부터 줄기 시작해 평생에 걸쳐 지수적으로 위축된다. T세포를 만들어 내는 능력은 반감기 약 15.7년으로 감소한다. 열여섯 해마다 절반씩 줄어든다는 뜻이다. 2018년 미국국립과학원회보(PNAS)에 실린 연구는 이 곡선을 가지고, 나이가 들수록 암이 급격히 느는 현상을 돌연변이가 쌓여서가 아니라 면역이 줄어서로 설명하는 모델을 제시했다. 무엇이 확인된 사실이고 무엇이 아직 모델의 주장인지를 갈라서 정리했다.
가슴 한복판에 있는데 잘 모르는 기관
흉선(thymus)은 가슴뼈 뒤쪽, 심장 앞에 자리한 기관이다. 나비 모양으로 좌우 두 엽이 붙어 있고, 갓 태어났을 때가 몸집 대비 가장 크다. 하는 일은 한 가지로 요약된다. 골수에서 만들어진 미성숙 면역세포를 받아 T세포로 길러 내보내는 것이다. T의 어원이 바로 thymus다.
선별은 두 단계로 나뉜다. 먼저 자기 조직의 표지를 알아보기는 하는지를 본다. 아예 못 알아보는 세포는 쓸모가 없어 도태된다. 그다음 자기 조직에 너무 세게 반응하는지를 본다. 지나치게 반응하는 세포는 제 몸을 공격할 것이므로 역시 제거한다. 두 관문을 다 통과한 소수만 밖으로 나간다. 자가면역질환이 생기는 배경 중 하나로 이 선별의 허술함이 거론되는 이유다.
여기서 이뤄지는 교육 과정이 까다롭다. 들어온 세포 중 몸의 정상 조직을 공격하는 것들은 걸러 없애고, 외부 침입자와 이상해진 자기 세포는 알아보는 것들만 통과시킨다. 통과율이 낮다. 대부분은 흉선 안에서 도태된다. 이 선별을 거친 T세포가 혈액을 타고 온몸을 돌며 감염과 암세포를 감시한다.
사춘기가 아니라 1살부터
흉선이 나이 들며 작아진다는 것 자체는 오래된 지식이다. 다만 시점에 대한 통념이 실제와 어긋나 있다. Palmer 연구팀은 사람의 흉선 위축이 "이르면 1세부터 시작되는 것으로 본다"고 적었다. 사춘기 이후가 아니다.
줄어드는 방식도 완만한 직선이 아니다. 흉선 조직이 지방으로 대체되면서 T세포를 만드는 능력이 지수적으로 떨어진다. 연구팀이 제시한 수치가 반감기 약 15.7년이다. 스무 살의 생산량을 1이라 하면 서른여섯 살에 절반, 쉰두 살에 4분의 1, 예순여덟 살에 8분의 1 언저리가 된다.
줄어드는 모습도 눈으로 확인된다. 영상 검사에서 젊은 사람의 흉선은 조직으로 차 있지만, 나이가 들수록 그 자리가 지방으로 바뀌어 간다. 기관 자체가 사라지는 것이 아니라 일하는 조직이 지방으로 대체되는 것이다. 그래서 성인의 흉선을 두고 흔적기관처럼 말하는 경우가 있는데, 남은 조직은 적은 양이나마 계속 기능한다.
이 말이 곧 "면역이 8분의 1이 된다"는 뜻은 아니다. 이미 만들어 둔 T세포는 몸에 남아 돌아다니고, 한 번 겪은 병원체를 기억하는 세포는 오래 유지된다. 줄어드는 것은 새로 공급되는 신참 T세포다. 처음 보는 상대를 알아볼 수 있는 다양성이 그만큼 좁아진다.
그래서 무엇이 문제인가
암세포는 매일 생긴다는 말을 들어봤을 것이다. 정확히는 유전자에 오류가 생긴 세포가 끊임없이 생기고, 그 대부분은 세포 스스로 죽거나 면역계가 제거한다. 이 감시 기능을 면역감시라고 부른다.
신참 T세포 공급이 줄면 감시망의 촘촘함이 떨어진다. 기존 T세포가 이미 알던 상대는 여전히 잡아내지만, 처음 보는 형태의 이상 세포에 대응할 카드가 줄어든다. 암세포는 정의상 원래 내 세포가 변형된 것이라 매번 다른 얼굴을 하고 나타난다.
암이 느는 이유 — 돌연변이인가 면역인가
나이와 암 발생률의 관계는 오래된 관찰이다. 대부분의 암은 중년 이후 급격히 는다. 이를 설명해 온 표준 모델은 돌연변이 축적이다. 세포가 분열할 때마다 오류가 조금씩 쌓이고, 필요한 개수의 돌연변이가 한 세포에 모이면 암이 된다는 설명이다. 발생률 곡선이 나이의 거듭제곱 꼴로 오르는 것도 이 모델과 잘 맞았다.
2018년 PNAS 논문은 여기에 다른 설명을 붙였다. 저자들의 표현은 이렇다. "이런 극적인 연령별 발생률 증가의 상당 부분이 돌연변이 축적이 아니라 면역계 쇠퇴에 기반해 모델링될 수 있음을 보인다."
모델은 단순하다. 흉선의 T세포 생산 곡선(반감기 15.7년)을 가져다가, 면역 감시력이 그만큼 떨어질 때 암이 빠져나갈 확률이 어떻게 변하는지를 계산한다. 파라미터 하나짜리 기본형은 "위험이 16년마다 두 배가 된다"로 요약된다.
결과가 흥미로웠다. 같은 개수의 파라미터를 쓴 조건에서, 이 면역 모델이 여러 암종의 실제 발생률 데이터를 거듭제곱 모델보다 잘 설명했다. 감염병 데이터에도 잘 맞았다.
남성에서 더 가파른 이유
이 모델이 설명력을 얻은 대목이 하나 더 있다. 남녀 차이다.
여기서 쓰인 지표가 TREC다. 흉선에서 T세포가 만들어질 때 유전자를 재조립하는 과정에서 잘려 나온 DNA 조각을 말한다. 이 조각은 세포가 분열해도 늘어나지 않기 때문에, 혈액에서 그 양을 재면 최근에 흉선에서 새로 나온 T세포가 얼마나 되는지를 가늠할 수 있다. 흉선 기능을 직접 들여다보지 않고도 간접적으로 재는 방법이다.
연구팀은 여성이 남성보다 T세포 생산 지표(TREC)가 평균 1.46배 높다는 자료를 인용했다. 그리고 성별을 나눠 집계한 87개 암종 중 70개에서 발생률이 남성 쪽에서 더 가파르게 올랐다.
흡연율이나 직업 노출 같은 생활 요인으로도 남녀 차이는 어느 정도 설명된다. 다만 그런 요인과 무관한 암종에서도 같은 방향의 차이가 반복된다는 점이 이 모델의 근거로 제시됐다.
56세에서 60세 사이
논문에는 피벗 나이라는 개념이 나온다. 발생률 곡선의 기울기가 꺾이는 지점이다. 저자들은 9개 암종의 피벗 나이가 56.3세에서 60.5세 사이에 좁게 몰려 있다고 보고했다.
서로 다른 장기에서 생기는 암들이 비슷한 나이대에 같은 변화를 보인다는 것은, 장기별 사정이 아니라 몸 전체에 공통으로 걸린 무언가가 작용한다는 쪽을 가리킨다. 저자들이 흉선을 지목한 이유다.
다만 이 몰림 자체가 흉선 때문이라고 못을 박은 것은 아니다. 같은 시기에 호르몬 변화, 만성 질환의 누적, 검진 참여율 변화처럼 여러 요인이 함께 걸린다. 저자들이 제시한 것은 하나의 공통 요인으로 설명하면 곡선이 잘 맞는다는 계산이지, 다른 요인을 배제한 결과가 아니다.
다만 이 나이를 개인의 검진 계획으로 옮기는 것은 다른 문제다. 국가암검진 권고 연령은 암종별 발생률과 검진의 이득·손해를 따로 계산해 정해져 있다.
흉선을 되살릴 수 있나
당연히 나오는 질문이다. 줄어든 흉선을 다시 키우면 면역 노화를 늦출 수 있지 않을까.
연구는 진행 중이다. 성장호르몬 계열 약물로 흉선 조직의 회복을 시도한 소규모 임상, 흉선 상피세포를 표적으로 한 접근, 조혈모세포 이식 후 흉선 기능 회복을 돕는 방법 등이 보고돼 있다. 동물 실험에서는 일부 지표가 되돌아온 사례가 있다.
그러나 사람에게 쓸 수 있는 확립된 치료법은 아직 없다. 참가자 수가 적고, 대조군 설계가 약하고, 관찰 기간이 짧은 연구가 대부분이다. 성장호르몬은 그 자체로 부작용과 금기가 분명한 약이다. 흉선을 키우겠다고 개인이 시도할 수 있는 안전한 방법은 현재 없다.
확정된 것과 아직 아닌 것
이 주제는 사실과 가설이 붙어 있어 갈라 둘 필요가 있다.
확정된 사실 — 흉선은 이르면 1세부터 위축된다. T세포 생산은 지수적으로 감소하며 추정 반감기는 약 15.7년이다. 나이가 들수록 신참 T세포의 다양성이 줄어든다. 면역 기능 저하가 감염·자가면역·암 감수성과 연관된다는 것도 널리 받아들여진다.
아직 모델의 주장 — 나이에 따른 암 발생률 증가의 주된 원인이 돌연변이 축적이 아니라 면역 저하라는 것. 이것은 데이터에 더 잘 맞는 설명을 제시한 것이지, 인과를 증명한 것이 아니다. 저자들 스스로 모델의 생물학적 파라미터가 셋이라 해가 하나로 정해지지 않는 체계라고 적었고, 아주 고령에서 발생률이 오히려 떨어지는 현상은 두 모델 모두 설명하지 못해 "조직 교체율 감소로 설명될 수 있다고 추측해 볼 수 있다"는 표현을 썼다. 운전자 돌연변이 개수를 다른 방법으로 추정하는 후속 연구가 필요하다고도 밝혔다.
돌연변이 축적 모델이 틀렸다는 이야기가 아니다. 두 과정은 동시에 일어난다. 이 연구가 한 일은 그동안 대부분의 설명을 돌연변이 쪽에 몰아주던 관행에 면역 쪽 몫이 생각보다 클 수 있다는 계산을 붙인 것이다.
그래도 남는 것
이 글에는 실천 지침이 없다. 흉선을 되돌리는 방법이 없기 때문이다. 다만 관점 하나는 남는다.
나이가 들며 암이 느는 것을 "세포가 낡아서"로만 이해하면, 할 수 있는 일이 없다는 결론으로 간다. 면역 쪽 설명을 함께 놓으면 그림이 조금 달라진다. 면역 기능은 흉선 말고도 여러 요인의 영향을 받는다. 만성 염증, 수면, 영양 상태, 이미 알려진 감염 예방접종 같은 것들이다. 이들 각각이 암 위험을 얼마나 바꾸는지는 별개의 연구 주제이고 이 글의 근거로 다루지 않았다.
확실한 것은 국가암검진이 권고 연령과 주기를 정해 두고 있다는 점, 그리고 그 근거가 이런 발생률 곡선 위에 놓여 있다는 점이다.
자주 묻는 질문
흉선이 없어지면 면역이 사라지나?
아니다. 위축은 조직이 지방으로 대체되며 기능이 줄어드는 것이지 완전히 없어지는 것이 아니다. 성인에게도 흉선 조직은 남아 있고 소량이나마 T세포를 계속 만든다. 무엇보다 이미 만들어진 T세포와 기억 T세포가 몸에 남아 있다.
어릴 때 흉선을 제거하면 어떻게 되나?
심장 수술 과정에서 영아기에 흉선을 절제하는 경우가 있고, 이 집단에서 면역 지표 변화와 장기 영향에 대한 연구가 보고돼 있다. 개별 사례의 판단은 담당 의료진의 영역이다.
16년마다 두 배라는 말은 내 암 위험이 그렇다는 뜻인가?
아니다. 그것은 집단의 발생률 곡선을 설명하는 모델의 요약이지 개인의 위험을 계산하는 공식이 아니다. 개인의 위험은 가족력·흡연·감염력·직업 노출 등에 따라 크게 달라진다.
흉선에 좋은 음식이 있나?
흉선 위축을 늦추거나 되돌린다고 확인된 식품은 없다. 그렇게 주장하는 제품이 있다면 근거를 확인해야 한다.
참고 자료
- Palmer S, Albergante L, Blackburn CC, Newman TJ. Thymic involution and rising disease incidence with age. PNAS. 2018;115(8):1883-1888.
- Liang Z, et al. Age-related thymic involution: Mechanisms and functional impact. Aging Cell. 2022;21(8):e13671.
- Palmer DB. The Effect of Age on Thymic Function. Frontiers in Immunology. 2013;4:316.
- Thymus involution sets the clock of the aging T-cell landscape. Ageing Research Reviews. 2021;65:101231.
