면역항암제의 기원과 메커니즘
3세대 항암제라 불리는 면역 항암제, 즉 면역관문억제제는 T cell을 강화 시켜 우리 몸 스스로가 암세포를 이겨내게 하는 방법이다. 이렇게 자신의 면역을 강화하여 질병을 이겨내려는 시도는 기원전 1550년 고대 이집트에도 존재했다.“종양이 발견되면 해당 부위를 절개하고 더러운 수건으로 문질러 감염을 유발하라” 라는 글귀가 당시의 의학문서에 적혀 있었다.
이는 면역항암제처럼 환자의 면역반응을 촉진하여 면역세포가 종양을 죽이도록 한 것이다. 그리고 히포크라테스는 “사람의 몸에는 자신을 치유하는 자연의 힘이 갖춰져 있고, 의사가 개입하지 않아도 병은 낫게 되어있다”라고 말하며 면역계의 힘을 강조하였다.
이런 면역 항암제를 더 자세히 이해하기 위하여 먼저 T cell에 대해 간략하게 정리 해 보았다. T cell은 항원 특이적인 adaptive immunity를 주관하는 림프구의 한 종류이다. T cell에는 여러 종류가 있지만 크게는 Helper T cell과 Cytotoxic T cell, 2가지가 있다. Helper T cell은 다른 백혈구들의 분화 및 활성화를 조절함으로써 체액성 면역을 촉진하는 세포로써 그 조절 물질을 Cytokine이라 한다. 이 Cytokine이 Cytotoxic T cell(이하 Tc cell)을 활성화시키면 이는 세포독성물질을 분비하여 바이러스에 감염된 세포나 종양 등을 죽이게 된다.
Tc cell은 여러 receptor를 이용하여 암세포를 인식하게 되는데, 이때, Tc cell의 PD-1 receptor와 암세포의 PD-L1이 결합하면 Tc cell이 암세포를 공격하지 못하도록 억제된다. 면역 항암제는 이 PD-1 receptor에 특이적으로 결합하여 PD-1ㅡPD-L1 interaction을 막아 T cell이 암세포를 공격하도록 ‘강화’하는 것이다.
면역항암제가 주목 받는 이유
앞에서 언급한 것처럼 면역항암제는 3세대 항암제이다. 그럼 앞선 항암제와는 무엇이 다르길래 3세대로 구분되어 주목받는 것일까?
1세대 항암제인 “화학항암제” 혹은 “세포 독성 항암제”는 이름처럼 화학물질을 사용하여 빨리 자라는 특징을 가진 암세포를 죽이는 치료법이다. 이 치료방법은 암의 크기를 줄이고 증상을 완화한다. 만약, 완치가 불가능 한 경우에는 암세포의 성장이나 전이를 억제하고 환자의 생명을 연장시키기 위한 방법으로 사용된다. 하지만 이는 분열이나 증식이 활발한 세포를 타겟으로 하기 때문에, 암세포뿐만아니라 점막이나 머리카락, 골수, 생식세포 등 우리 몸의 정상 세포에도 영향을 미친다. 이 때문에 ‘가시고기’와 같은 작품에서 흔히 보듯이 백혈병, 탈모 등의 부작용이 생기게 되는 것이다.
2세대 항암제인 “표적항암제”는 정상세포까지 공격하는 부작용을 개선하여, 암의 분자생물학적 특성을 이용해 특정 암세포만 공격하는 치료제이다. 이 치료방법은 암의 성장과 발암에 관여하는 특별한 분자의 활동을 막으면서 항암 작용을 일으키는 치료법이다. 분자와 세포의 변화에 초점이 맞춰져 있기 대문에 정상 세포의 손상을 상대적으로 최소화 하면서 선택적으로 암세포만 공격해 부작용을 최소화한다는 장점이 있다. 그러나 그 표적 대상이 제한적이고 내성이 생기면 치료효과가 급격하게 떨어진다는 단점이 있다.
3세대 항암제인 “면역항암제”는 환자의 면역체계를 활용하기 때문에 정상세포의 공격이나 내성과 같은 부작용도 거의 없으며, 그로 인해 적용 가능한 환자도 더 많을 것이라 예상됨으로 현재 활발한 연구와 함께 임상 실험의 막바지 단계에 들어와 있다. 올해 6월 게재된, 대부분 4기인 진행성 비소세포암에 대한 면역항암제 치료의 5년 추적 연구 논문에 따르면, 암의 완치 단계라고 보는 5년차의 생존율이 16%로, 2015년 기준 한국의 4기 폐암 환자의 5년 생존율이 6% 라는 것에 비교하면 2배 이상 큰 수치이다. 이러한 이유로 면역항암제는 유망한 암 치료제로 주목 받고 있다.
CAR-T 치료법
최근 면역항암제를 이용한 암 치료의 한 방법으로 최초로 미국에서 FDA승인을 받은 CAR-T (Chimeric antigen receptor T cell)가 있다. 이는 키메라 항원 수용체 T cell의 줄임 말로 말 그대로 서로 다른 유전체를 붙여(키메라) 새로운 항원 수용체를 가진 T cell을 합성하여 좀 더 특이적으로 암세포를 탐지하는 방법이다.
T cell을 ‘Chimeric’하게 만들기 위해서 먼저 환자의 혈액에서 T cell만을 뽑아낸다. 획득한 T cell은 실험실에서 virus를 이용하여 유전자를 세포내로 삽입하는데, 주로 CRISPER/Cas9 기술이 사용된다. 이렇게 만들어진 CAR-T를 증식시켜 다시 환자의 체내로 주입하고, 새로워진 T cell은 새로 생긴 많은 항원 수용체들로 특정 암세포를 좀 더 효과적으로 빠르게 치료한다.
하지만 이 치료법에도 부작용은 있다. CAR-T가 체내로 들어와 암세포를 본격적으로 죽이기 시작하면 cytokine이 당연히 분비되기 시작하는데, 이 양이 많아서 생기는 사이토카인 방출 증후군이 그 첫번째 부작용이다. 증상은 단순히 피로감이나 오한, 열부터 심각하게는 모세혈관 유출이나 부정맥, 심부전, 혈구 탐식 림프구증식증과 같은 생명을 위협하는 면역결핍증이 나타날 수 있다.
이런 증상은 세포 주입 3주이내에 발생하며, 대부분의 증상들이 치료 가능하나 임상단계에서 사망한 환자의 사례도 보고 되고 있다. 그리고 치료에 의해 암세포가 한꺼번에 터져 죽는 데에서 오는 종양 융해 증후군이나 아낙필락시스라고 하는 심각한 알레르기 반응이 오기도 한다.
생사의 갈림길에 서있던 많은 암환자들이 면역항암제를 통해 제 2의 인생을 되찾고 있다. 임상단계이긴 하지만 이전의 부작용들이 없고 완치되지 못할 것이라 여겨지던 암을 가지고도 5년 이상 살아가게 하는 긍정적인 효과들이 자명하다. 그러나 아직 모든 환자들에게 100% 적용 기능하지 않으며, 이전과는 또 다른 면역 항암제의 부작용도 존재하며 가장 큰 문제는 개개인에게 유전적처리를 해야함에 따른 큰 비용 등의 단점이 있다. 이러한 문제들을 잘 보완하여 임상이 끝나고 보편화 되었을 때, 많은 사람을 살리는 치료방법이 되었다는 소식이 얼른 들렸으면 좋겠다.
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