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안녕하세요!
건강도우미 우주파파입니다.
오늘은 백혈병을 극복한 기적적인 사례를 함께 살펴보겠습니다.
미국 소녀 에밀리 화이트 헤드는 백혈병을 극복한 기적적인 사례로 알려져 있습니다.
그녀의 이야기는 항암 치료 분야에서 큰 주목을 받았습니다.
에밀리 화이트 헤드의 백혈병과 치료
에밀리 화이트 헤드는 2010년 5살 때 혈액암의 일종인 급성림프구성백혈병 [Acute Lumphoblastic Leukemia/ALL]에 걸렸습니다.
그녀는 수개월에 걸친 화학요법 이후 병이 재발하고 병세도 악화해 조혈모세포 이식도 불가능한 상태였습니다. 결국 의료진은 에밀리의 부모에게 더는 치료할 방법이 없다며 조용히 마지막 순간을 준비할 것을 권고했습니다. 이런 가운데 2012년 에밀리의 부모는 필라델피아 아동병원에서 혈액암을 대상으로 한 신약후보물질의 임상시험을 진행한다는 소식을 접했습니다. 이 신약후보물질은 스티븐 그룹[Stephan Grupp], 칼 준[Carl June], 브루스 레빈[Bruce Levine], 데이빗 포터[David Porter] 박사 등이 개발한 백혈병 치료 물질로 환자 자신의 세포를 활용하는 방식이었습니다.
아직 임상시험 단계이기 때문에 이 후보물질이 치료 효과가 얼마나 있을지 또 어떤 부작용이 있을지는 아무도 알 수 없는 상황이었으나, 이러한 위험 부담에도 불구하고 에밀리의 부모는 이 임상시험에 에밀리를 등록했고, 에밀리는 당시 개발 중인 이 약을 투여받은 세계 최초의 환자로 기록됐습니다.
그리고 2012년 4월, 킴리아(CAR-T 치료제) 임상시험에 참여한 뒤 단 2달 만에 암세포가 완전히 사라지는 완치 판정을 받았습니다.
현재까지도 9년째 재발 없이 건강하게 살고 있습니다.
CAR-T 치료와 킴리아
CAR-T 치료는 유전자 조작을 통해 환자의 면역세포에 특정 수용체를 표적으로 인식하게 만드는 원리입니다.
킴리아는 백혈병 치료를 위해 개발된 CAR-T 치료제로, 에밀리 화이트헤드의 사례로 '꿈의 항암제’로 떠올랐습니다.
다소 명칭이 어려운 CAT-T 치료제에서 CAR는 Chimeric Antigen Receptor의 약자이며 T는 T-Cell의 줄임말입니다. Chimeric Antigen Receptor를 풀이하자면 '항원 수용체를 인공적으로 합성' 입니다.
여기서 말하는 항원은 백혈병 암세포 표면에 있는 특정 단백질을 의미합니다. 항원 수용체는 이 특정 단백질을 특이적으로 인식하는 물질을 일컫습니다.
Chimeric은 우리 것이 아닌 것을 합성했다는 의미로 원래 환자의 T-세포에 존재하지 않고 암세포 표면에만 존재하는 항원 수용체를 T-세포에 존재하도록 유전공학적으로 만들었다는 의미입니다.
여기서 말하는 T-세포는 환자 자신의 T-세포를 말합니다. T-세포는 우리 몸의 면역세포의 일종으로 암세포와 싸우는 역할을 합니다.
정리하면 CAR-T는 백혈병 환자의 T-세포에 CAR라는 물질을 인공적으로 존재하도록 만들었다는 의미입니다.
환자의 T-세포에 CAR라는 단백질을 인공적으로 존재하도록 만든 이유
T-세포는 우리 몸에서 비정상적인 세포인 암세포를 공격해 없애는 역할을 하지만 평상시에는 이 기능을 제대로 수행하지 못합니다. T-세포가 암세포인지 아니면 정상세포인지를 정확하게 구별해야 공격이 시작되는데 이 인식을 제대로 하기 힘들기 때문입니다.
칼 준 연구진은 T-세포가 암세포를 정확하게 인식할 수 있도록 일종의 더듬이 역할을 하는 물질을 T-세포 표면에 장착해 줬습니다.
이게 CAR라는 물질입니다. CAR는 암세포 표면에 있는 특정 물질인 항원을 정확하게 인식한 후 결합하기 때문에 T-세포를 암세포에 달라붙게 해 T-세포가 암세포를 효과적으로 공격할 수 있도록 해줍니다.
T-세포에 CAR를 장착했다는 말은 암세포 표면의 특정 항원과 결합하는 수용체 유전자를 T-세포에 유전공학적으로 도입했다는 얘기입니다.
CAR-T를 제조하는 방법
우선 환자의 몸에서 T-세포를 추출한다.
↓
CAR 유전자를 T-세포에 넣는다.
(이 T-세포는 이전에는 없었던 CAR 유전자를 새롭게 가져 지속해서 CAR 단백질을 만듦)
↓
CAR를 가진 T 세포를 대량으로 증식한다.
↓
이런 제고 과정을 거쳐 만든 CAR-T를 최종적으로 다시 환자의 몸에 넣는다.
환자 맞춤형 세포 치료제 CAR-T
CAR-T는 기본적으로 환자 자신의 T-세포를 꺼내 활용하기 때문에 환자 맞춤형 치료법이다. 또 환자의 T-세포를 이용한다는 점에서 세포 치료제의 일종입니다.
CAR-T가 환자 맞춤형 세포 치료제로 불리는 이유입니다. 하지만 환자마다 환자의 T-세포를 이용해 만들어야 해 CAR-T는 대량으로 생산할 수가 없습니다.
또 기술했듯이 제조 과정이 복잡해서 CAR-T 치료제는 비용이 높을 수밖에 없습니다.
그렇지만 CAR-T는 CAR라는 유전자를 가진 T-세포를 이용하기 때문에 이론적으로 1회 투여하면 평생 치료 효과를 볼 수 있습니다. CAR-T 세포가 지속해서 CAR를 가진 T-세포를 우리 몸에서 만들어내기 때문이다.
1회 투여로 평생 효과를 볼 수 있다는 점에서 보면 현재 수억 원에 달하는 치료 비용이 이해할 만하다는 시각도 있습니다. 무엇보다도 CAR-T는 혈액암에 대해서는 탁월한 치료 효과를 보여주고 있습니다.
CAR-T도 해결하지 못한 고형암 분야
암은 크게 고형암과 혈액암으로 나눌 수 있습니다.
백혈병처럼 혈액세포가 암세포가 되면 이를 혈액암이라고 말합니다.
혈액암 이외 모든 암은 다 고형암입니다.
혈액을 제외한 우리 몸의 고형 장기에 발생하는 폐암, 신장암, 유방암, 간암 등이 대표적이 예입니다.
CAR-T 상용화 이후 전 세계 수많은 과학자가 CAR-T를 고형암에 적용하기 위해 노력하고 있지만, 아직 이렇다 할만한 소식은 전해지지 않습니다.
CAR-T가 고형암에서는 힘을 못 쓰는 데에는 몇 가지 이유가 있습니다.
CAR-T는 CAR라는 물질이 암세포를 정확하게 인지하는 것이 핵심입니다.
세계 최초의 CAR-T 치료제 킴리아[kymriah]는 B-세포 표면에 있는 CD-19이라는 단백질을 표적으로 합니다. CD-19은 암세포로 변한 B-세포 표면에 있는 물질이고 킴리아에 장착한 CAR는 이 CD-19과 결합하는 물질을 말합니다.
즉 혈액암의 경우엔 T-세포가 암세포인지 정상세포인지를 구별할 수 있도록 해주는 CD-19이라는 표적 물질이 뚜렷하게 존재합니다.
하지만 고형암의 경우에는 CD-19과 같은 암세포에만 존재하는 특이적인 물질을 특정하기 힘들다고 관련 연구자들은 말합니다. 그래서 고형암을 표적으로 하는 CAR-T를 제작하기가 어렵다는 설명입니다.
고형암을 대상으로 한 T-세포를 비롯한 세포 치료제 개발은 불가능한 것일까?
지난 16일 미국 식품의약국 FDA는 고형암을 대상으로 한 세계 최초의 세포 치료제를 승인했습니다.
자세한 내용은 한국과학기자협회의 '세포 치료제로 암 정복에 한 걸음 더'를 통해 더 자세히 살펴봐주세요!
에밀리 화이트 헤드의 이야기는 과학적 연구와 혁신이
어떻게 환자들에게 희망을 제공하는지를 보여주는 좋은 사례입니다.
그녀의 노력과 치료 결과는 많은 사람들에게 용기와 힘을 주고 있습니다.
여러분도 용기와 희망을 가지고 힘내세요.
오늘도 함께 해주셔서 감사합니다.
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※ 이 글의 일부는 한국과학기자협회의 글을 바탕으로 작성하였습니다.