이석원 기자
유전자 편집 기술인 크리스퍼(CRISPR)를 이용해 개인용으로 게놈 편집된 면역 세포를 작성해 암 악성 종양을 정확하게 공격하는 테스트에 성공했다고 한다. 유전자 편집에 의해 개별화 치료를 하는 것과 T세포로 불리는 면역세포를 조작하는 것으로 종양을 표적화하는 2가지를 시도한 것. 이 연구에선 유방과 결장에 포함된 고형 종양을 가진 암 환자 16명에 대해 크리스퍼를 이용한 암 치룔ㄹ 실시하고 있다. 로스엔젤리스 캘리포니아대학 연구팀은 이는 아마도 지금까지 클리닉에서 시도된 가장 복잡한 치료법일 것이라며 자신의 T세포에서 암 종양을 파괴하는 군대를 만들려는 것이라고 밝혔다.
연구팀은 혈액 샘플과 종양 생검으로부터 DNA 서열을 결정하고 혈액이 아닌 종양에서 발견된 돌연변이 단백질을 확인하고 있다. 이는 치료를 실시하는 환자 전원에 대해 개별적으로 이뤄졌다. 그 이유는 돌연변이는 암마다 다르기 때문으로 일부 공통 돌연변이가 있지만 이는 어디까지나 소수다.
돌연변이 단백질을 확인한 뒤 연구팀은 알고리즘을 이용해 어떤 돌연변이가 T세포로부터 반응을 일으킬 가능성이 높은지를 예측했다. T세포는 이상을 발견하면 이를 파괴하는데 하지만 클리닉에서 진찰한 암 환자는 어떤 시점에서 면역계가 싸움에 빠져 종양이 성장해버린다고 말한다. 알고리즘 예측을 검증한 뒤 연구팀은 종양 변이를 인식할 수 있는 T세포 수용체라고 불리는 단백질을 설계하기 위한 분석을 실시했다. 그리고 피험자로부터 혈액 샘플을 채취해 크리스퍼를 이용해 수용체를 T세포에 삽입한다. 이어 각 피험자는 면역세포 생산수를 줄이기 위한 약을 복용한 뒤 크리스퍼로 작성한 T세포를 주입했다. T세포를 이용한 암 치료법에 대해 연구하는 한 연구자는 이는 상당히 복잡한 제조 프로세스라고 언급하기도 했다. 연구팀은 경우에 따라선 크리스퍼로 개인용 T세포를 주문 제작하는 프로세스에 1년 이상 걸리는 경우도 있다고 한다.
연구에서 피험자 16명은 최대 3개 다른 표적을 갖도록 유전자 편집된 T세포를 주입했다. 이후 유전자 편집된 T세포가 혈액 중을 순환하는 게 확인되고 유전자 편집되지 않은 T세포보다 종양 가까이에 고농도로 존재하고 있는 것도 확인되고 있다. 이 치료 과정 1개월 뒤 피험자 5명이 안정된 상태로 이행된 것도 확인됐다. 다시 말해 종양이 성장하지 않았다는 게 확인된 것. 덧붙여 16명 중 2명이 유전자 편집된 T세포에 의한 가능성이 높은 부작용을 경험하고 있다.
치료 효능은 낮았지만 접근 안전성을 확립하기 위해 상대적으로 소량 T세포를 이용하는데 성공했다고 밝히고 있다. 연구팀은 또 치료법 개발을 가속화하는 방법을 개발함에 따라 유전자 편집된 세포가 체외에서 배양되는 시간을 단축하고 주입되면 더 활성화되게 된다고 언급하며 기술이 점차 개선되고 있다고 밝히고 있다.
유전자 조작된 T세포를 가진 치료법은 CAR-T 세포 요법이라고 불린다. CAR-T 세포 요법은 일부 혈액암과 림프암 치료에 사용하는 게 승인되고 있지만 고형 종양에 대해선 응용이 어렵다고 여겨졌다. 이는 CAR-T 세포가 종양 세포 표면에서 발현되는 단백질에 대해서만 유효하기 때문이다. 이런 종류 단백질은 많은 혈액암과 림프암에 공통적으로 존재하기 때문에 이런 암 환자를 위한 새로운 T세포 수용체를 설계할 필요가 없었다.
하지만 고형 종양에선 환자마다 공통 표면 단백질을 볼 수 없다. 따라서 CAR-T 세포를 이용한 치료법은 고형 종양에 대해선 효과적이지 않았다는 것이다. 또 T세포는 혈액 중을 순환해 종양까지 이동해 침윤해 암세포를 파괴할 필요가 있다. 하지만 종양 세포는 면역을 억제하는 화학 신호를 방출하고 면역 반응을 억제할 수도 있다고 한다. 따라서 연구팀은 종양 주변 환경은 하수도와 같은 것이며 T세포는 종양에 도달하자마자 기능이 저하된다고 말한다.
연구팀은 CAR-T 세포를 이용해 암 돌연변이를 인식할 뿐 아니라 종양 가까이에서 더 T세포가 활성되도록 하려 한다. T세포를 강화하는데 몇 가지 방법이 있으며 신진 대사를 조정하는 방법을 들기도 했다.
한 연구자는 CAR-T 세포 기술은 믿을 수 없을 만큼 효율적이 됐다며 앞으로 10년 이내에 면역 세포를 유전자 조작하는 정교한 수법이 탄생할 것으로 내다봤다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
정용환 기자
