마침내 유전자 편집 기술「CRISPR」로 암 치료 테스트에 성공, 게놈 편집된 면역 세포를 맞춤 제작하여 종양을 공격

유전자 편집 기술인「CRISPR」을 이용하여 각 개인을 위한 "게놈 편집된 면역 세포"를 작성하여 암의 악성 종양을 정확하게 공격하는 테스트에 성공했다고 연구자가 발표했습니다.

CRISPR cancer trial success paves the way for personalized treatments

이번에 발표된 연구는 암 연구의 두 가지 핫한 분야를 결합하는 데 성공한 최초의 시도라고 학술지 Nature는 쓰고 있습니다.

2개의 핫한 분야란,
「유전자 편집에 의해 개별화된 치료를 작성」하는 분야와,
「T세포라고 불리는 면역 세포를 조작하는 것으로 종양을 표적화」하는 분야의 2개입니다.

이 연구에서는 유방과 결장을 포함한 고형 종양을 가진 암 환자 16명에 대해 CRISPR을 이용한 암 치료를 실시하고 있습니다. 본 연구의 공동 저자인 로스앤젤레스 캘리포니아 대학의 암 연구자이자 의사인 안토니 리바스는 "이것은 아마도 지금까지 클리닉에서 시도된 가장 복잡한 치료법입니다. 자신의 T세포에서 암 종양을 파괴하는 군대를 만들려 하고 있습니다."라고 코멘트하였습니다.

리바스 씨 연구팀은 혈액 샘플과 종양 생검으로부터 DNA 서열을 결정하고, 혈액이 아닌 종양에서 발견된 돌연변이 단백질을 확인하였습니다. 이것은 치료를 실시하는 환자 전원에 대해 개별적으로 행해지고 있으며, 그 이유를 리바스 씨는 "돌연변이는 암마다 다릅니다. 일부 공통의 돌연변이가 있지만, 그것은 어디까지나 소수입니다."라고 말하고 있습니다.

돌연변이 단백질을 확인한 후, 연구팀은 알고리즘을 이용하여 어느 돌연변이가 T 세포로부터의 반응을 일으킬 가능성이 높은 지를 예측합니다.

캘리포니아주 남 샌프란시스코에 있는 PACT Pharma에서 최고 과학 책임자를 맡고, 동 연구의 필두 저자이기도 한 스테파니 만돌 씨는
"T세포는 이상을 발견하면 그것을 파괴합니다. 하지만 우리가 클리닉에서 진찰하고 있는 암 환자는 어느 시점에선가 면역계가 싸움에 지면서 종양이 성장해 버렸습니다."라고 코멘트.

알고리즘의 예측을 검증한 후, 연구팀은 종양의 변이를 인식할 수 있는 T 세포 수용체라고 불리는 단백질을 설계하기 위한 분석을 실시, 피험자로부터 혈액 샘플을 채취하여 CRISPR을 사용하여 수용체를 T 세포에 삽입했습니다. 그리고 각 피험자는 면역세포의 생산을 줄이기 위한 약을 복용한 후, CRISPR로 작성한 T세포를 주입합니다. T세포를 이용한 암 치료법에 대해 연구하는 펜실베이니아 대학의 조셉 플러터 씨는 "이것은 매우 복잡한 제조 프로세스입니다."라고 말하고 있습니다. 연구팀에 의하면, 경우에 따라서는「CRISPR로 개인용으로 T세포를 주문 제작하는 프로세스」에 1년 이상 걸리는 경우도 있다고 합니다.

연구에서 16명의 피험자는 최대 3개의 다른 표적을 갖도록 유전자 편집된 T 세포를 주입하였습니다. 그 후 유전자 편집된 T세포가 혈액 속을 순환하고 있다는 것이 확인되었고, 유전자 편집되지 않은 T세포보다 종양 가까이에 고농도로 존재하고 있다는 것도 확인되었습니다.

이 치료 과정을 1개월 거친 후 피험자 5명이 안정된 상태로 이행된 것도 확인되었습니다. 즉, 종양이 성장하지 않았음이 확인된 것입니다. 덧붙여, 16명 중 2명이「유전자 편집된 T세포」에 의한 가능성이 높은 부작용을 경험하였습니다.

치료의 효능은 낮았지만 접근의 안전성을 확립하기 위해 상대적으로 소량의 T 세포를 사용하는 데 성공했다고 리바스는 말했습니다. 또한 연구팀은 치료법 개발을 가속하는 방법을 개발함에 따라 유전자 편집된 세포가 체외에서 배양되는 시간이 단축되고 주입되면 더욱 활성화될 것이라고 주장하고 있습니다.

유전자 조작된 T 세포를 가진 치료법은 "CAR-T 세포 요법"이라고 불립니다. CAR-T 세포 요법은 일부 혈액암 및 림프암의 치료에 사용하는 것이 승인되고 있습니다만, 고형 종양에 대해서는 응용이 어렵다고 여겨져 왔습니다. 이는 CAR-T 세포가 종양 세포의 표면에서 발현되는 단백질에 대해서만 유효하기 때문입니다. 이러한 종류의 단백질은 많은 혈액암과 림프암에 공통적으로 존재하기 때문에 이러한 암 환자를 위한 새로운 T 세포 수용체를 설계할 필요는 없었습니다.

그러나 고형 종양에서는 환자마다 공통 표면 단백질을 볼 수 없습니다. 따라서 CAR-T 세포를 이용한 치료법은 고형 종양에 대해서는 효과적이지 않았다는 것입니다. 또, T세포는 혈액 속을 순환하여 종양까지 이동해, 침윤을 통해 암세포를 파괴할 필요가 있습니다. 그러나 종양 세포는 면역을 억제하는 화학 신호를 방출하고 면역 반응을 억제할 수도 있다고 합니다. 그러므로 플러터 씨는 "종양의 주변 환경은 하수도와 같은 것입니다. T세포는 종양에 도달하자마자 기능이 저하됩니다."라고 말하고 있습니다.

연구팀은 CAR-T세포를 이용하여 암의 돌연변이를 인식할 뿐만 아니라 종양 가까이에서 보다 T세포가 활성화되도록 하고 싶었습니다. 만돌 씨는 T-세포를 강화하는 몇 가지 방법이 있다고 밝혔습니다. "면역 억제 신호에 반응하는 수용체를 제거한다." 라던지 "종양 환경에서 에너지원을 보다 쉽게 찾을 수 있도록 대사를 조정한다." 등의 방법을 들었습니다.

펜실베이니아 대학에서 암 치료를 위한 유전자 요법을 연구하고 있는 아베리 포세이 씨는 "CAR-T 세포 기술은 믿을 수 없을 정도로 효율적으로 되었습니다. 향후 10년 이내에 면역 세포를 유전자 조작하는 매우 정교한 수법이 탄생할 것입니다."라고 코멘트하고 있습니다.