CAR-T 및CAR-NK 치료 때 항체와 병용 투여하면 더 많은 암세포를 더 빠른 속도로 공격하여 강력한 연쇄 살상 효과를 보인다는 암치료의 새 기전을 국내 연구진이 규명했다.

삼성서울병원 진단검사의학과 조덕 교수, 삼성융합의과학원 고승권 대학원생, 카이스트 김효진 대학원생, 서울대학교 첨단융합학부/약학대학 김찬혁, 재료공학부 도준상 교수 공동 연구팀은 이 같은 내용을 미국혈액학회 학술지(BLOOD, IF=21)에 발표했다고 26일 밝혔다.

CAR는 암세포를 인식하도록 설계된 항원 수용체로, 유전자 조작을 통해 T 세포에 발현되면 CAR-T 세포, NK 세포에 발현하면 CAR-NK 세포가 된다. 이는 기존 치료법에 반응하지 않는 환자들에게 새로운 희망을 제공하는 맞춤형 항암 세포치료제이다.

이들 치료제 중 현재 환자에게 가장 널리 사용되는 것은 CD19라는 혈액암 세포 표면 항원을 타겟으로 한다. 그런데, 일부 암환자의 경우 CD19 발현이 감소하거나 사라져 암세포가 치료제로부터의 공격을 회피하는 경향을 보인다는 점이 큰 난제였다. 특히, CAR 세포가 CD19 항원을 흡수해 암세포를 효과적으로 찾아가지 못하게 되는 점이 가장 큰 문제로 지적되어 왔다.

연구팀은 이러한 상황에서 기존 통념을 뒤집는 아이디어를 내놨다.

기존에는 항-CD19 항체가 CD19 항원에 결합하면 CAR-T/NK 세포가 항원을 인식하지 못해 치료 효율이 감소한다고 알려졌다. 하지만 이번 연구에서는 항체를 통해 CD19항원이 적절히 노출되도록 조정하면 CAR-T/NK 세포가 암세포를 공격한 후 결합에서 벗어나 여러 암세포를 연속적으로 제거할 수 있다는 전략을 개발했다.

CAR-T 세포치료에서 면역 과잉 반응을 줄이기 위해 항체(Tafasitamab)를 병용 투여한 선행 연구가 있었지만, 그러한 효과는 제한적이었다.

반면, HIB19, SJ25C1, QA18A75 등 다른 CD19 항체들은 병용 투여 시 CAR-T/NK 세포의 암세포 살상 능력을 크게 향상시킨다는 사실이 세포 실험 및 동물 실험에서 확인됐다.

연구팀은 이 현상이 항-CD19 항체가 CD19 항원과 단순 경쟁하는 것이 아니라 CAR 세포와 암세포 간 과도한 결합을 줄임으로써, CAR 표적 항원이 세포치료제 표면으로 과도하게 전달되는 현상(Trogocytosis)을 완화했기 때문이라고 설명했다.

이로 인해 CAR-T/NK 세포는 소수의 암세포만 제거한 뒤 사멸하는 한계를 극복하고, 연속적으로 암세포를 제거하는 연쇄살상 능력을 발휘할 수 있었다.

연구를 주도한 조덕 교수는 "이번 연구는 CAR-T/NK 치료에 반응이 낮거나 재발한 환자들에게 항체 병용 요법을 통해 치료 효과를 높일 수 있는 가능성을 제시한 중요한 발견"이라며 "특히 B세포 악성 종양 환자들에게 새로운 치료 옵션을 제공할 수 있을 것"이라고 강조했다.

한편, 이번 연구는 CAR-T 및 CAR-NK 치료의 기존 효능을 강화할 수 있는 가능성을 제시하며, 암 면역치료의 새로운 패러다임을 구축하는 데 기여한 것으로 평가받고 있다. 또한, 국내 연구진의 세계적 연구 역량을 입증한 중요한 성과로 주목받고 있다.

이번 연구는 보건복지부 연구중심병원육성 연구개발(R&D), 항암 면역세포 디스커버리 플랫폼 기술개발 연구센터, 개인기초연구사업(중견연구), 삼성서울병원 Future Medicine 2030 Project의 지원으로 수행됐다.