우리 학교 생명과학과 김찬혁 교수 연구팀이 면역관문 신호를 극복하는 차세대 `키메라 항원 수용체 T(chimeric antigen receptor T, 이하 CAR-T) 세포’ 치료제를 개발했다고 지난달 20일 밝혔다. 

CAR-T 세포 치료제, 면역관문억제제

    우리 몸의 T세포는, 바이러스에 감염되었거나 돌연변이가 생긴 세포에 대해 항원 특이적인 적응 면역 반응을 주도한다. CAR-T 세포는 이러한 T세포에 인공적으로 제작된 CAR 유전자를 도입하여 항암 기능을 증가시킨 유전자 세포 치료제이다. 이러한 치료제는 기존의 모든 항암 치료에 불응한 말기 백혈병 환자들을 대상으로 한 임상 시험에서 80% 이상의 높은 치료 효과를 보이며 `기적의 항암제’로 불리고 있다. 

    T세포가 과다하게 활성화되어 정상세포를 상하게 하는 것을 막기 위한 단백질이 T세포 표면에 분포한다. 이러한 단백질을 ‘면역관문’이라고 부른다. 하지만, 암세포는 면역관문을 조종하여 마치 정상세포인 것처럼 T세포를 속여 자신을 보호한다. 이러한 면역관문 신호를 항체를 이용해 차단하게 되면 T 세포의 기능이 회복되어 암세포를 제거하게 되는데, 이러한 면역관문 차단 항체 치료제는 현재 항암 면역치료제의 대표 주자이다. 

항체와 세포 치료를 하나로

    이를 극복하고자 공동연구팀이 착김 교수 연구팀은 기존의 CAR-T 세포와 면역관문 차단 항체 치료를 병행했던 것을 뛰어넘어, 하나의 세포 엔지니어링에 담아내는 아이디어를 기반으로 발전된 치료제를 개발했다. 연구팀은 CAR-T 세포 치료제 제작에 사용되는 렌티바이러스 벡터를 2종류의 짧은 헤어핀 RNA(short hairpin RNA, 이하 shRNA)가 CAR 유전자와 함께 발현하도록 개량했다. 연구팀은 2종의 shRNA를 동시에 발현하는 플랫폼을 기반으로 다양한 조합의 면역관문 수용체들의 발현을 억제해 보았고, 흥미롭게도 PD-1과 TIGIT의 조합이 유독 CAR-T 세포의 기능을 높게 향상시키는 것을 발견했다. 

    이후 연구팀은 전사체 분석 및 세포 기능 시험을 통해 PD-1의 발현 억제는 CAR-T 세포의 작용 기능(effector function)을 향상하는 데 비해 TIGIT의 발현 억제는 분화를 지연시켜 생체 내에서 CAR-T 세포의 증식 및 지속성을 향상하는 것을 밝혔다. 

연구의 어려움과 사회적 중요성

    김 교수는 “모든 교수님들이 그러하듯, 학생들을 지도하면서 연구의 성과를 이루는 것은 항상 어렵다”고 전했다. 빠르게 발전하는 연구 분야인만큼 세계 여러 각지의 연구팀과 경쟁하는 것에 부담감을 드러냈다. 

    또한, 해당 기술은 김 교수가 공동 창업한 CAR-T 세포 치료제 전문 개발 벤처인 ㈜큐로셀에 기술 이전되었고, 지난 3월부터 삼성서울병원에서 기존 항암 치료 후 재발 및 불응하는 미만성 거대 B 세포 림프종(diffuse large B cell lymphoma, DLBCL) 환자를 대상으로 1b/2a 단계 임상 시험이 진행중에 있다. 이는 국내에서 국내 기술로 시도된 최초의 CAR-T 임상시험이다. 이처럼 김 교수는 “면역치료 분야는 실제 적용이 빠르게 되는 연구인 만큼, 항상 연구를 할 때 사회에 기여할 수 있다는 점을 생각하고 연구한다”고 밝히며 교내 구성원 모두 스스로의 연구가 사회에 크게 이바지할 수 있음을 알고 사명감을 가졌으면 한다고 전했다.