지난해는 전 세계 제약바이오 역사상 빼놓을 수 없는 한 해였다. CAR-T(Chimeric Antigen Receptor T cells) 치료제라는 새로운 치료제 패러다임이 등장했기 때문이다. 

실제 노바티스는 CAR-T 세포 치료제 킴리아를 미국 식품의약국(FDA)으로부터 전 세계 최초로 판매허가를 획득했고, 뒤이어 길리어드는 예스카르타를 허가받으며 CAR-T 세포 치료제 시장에 합류했다.  

이에 발맞춰 국내 제약·바이오 업계도 발전을 거듭하며 CAR-T 세포 치료제 시장에서 Best-in-class가 되기 위해 노력하고 있다. 

새로운 생태계 만드는 CAR-T 세포 치료제 

CAR-T 세포 치료제는 환자로부터 T세포를 분리해 종양을 인지, 제거하도록 유전적으로 엔지니어링한 후 다시 환자에게 주입하는 치료법으로, 개인 맞춤형 유전자 변형 T세포 치료제다. 

좀 더 구체적으로 보면 먼저 환자로부터 혈액을 채취한 후 자가 T세포를 분리한다. 그 다음 CD19 유전자를 타깃으로 하는 CAR 세포를 넣어 유전자를 조작하는 과정을 거친 뒤 다시 환자의 혈액에 주입한다. 

공상과학 영화에서나 봤을 법한 유전자 변형 및 치환 치료가 실제 CAR-T 세포 치료제로 개발되며 암 치료 분야에서 새로운 생태계를 만들어가고 있는 것이다.

먼저 노바티스는 CAR-T 세포 치료제 킴리아에 대해 불응성이거나 재발성의 25세 이하의 B세포 전구 급성 림프구성 백혈병 치료제로 지난해 8월 FDA로부터 허가를 취득했다. 

킴리아는 환자의 T세포를 채취한 뒤 제조센터에서 T세포가 표면에 CD19 항원을 가진 백혈병 세포를 표적으로 삼고 사멸시키도록 키메라 항원 수용체(CAR)가 들어있는 새로운 유전자를 나타내는 유전자 조작과정을 거쳐 다시 환자에게 주입되는 맞춤형 치료제다.

뒤이어 길리어드의 예스카르타가 FDA 허가를 받으면서 시장에 합류했다. 예스카르타는 재발성 불응성 급성 림프구성 백혈병 치료제인 킴리아와 달리 광범위 거대 B세포 림프종 치료제다. 다만 두 치료제 모두 B세포 표면항원인 CD19를 타깃으로 한다. 

이런 CAR-T 세포 치료제가 잠재력을 갖는 가장 큰 이유는 이전 항암제와 달리 치료에 가까운 약물이라는 점 때문이다. 

지금까지 암 치료는 수술과 화학항암요법, 방사능요법 등 세 가지 요법으로 단독 혹은 병행 사용을 통해 이뤄져 왔지만 제각각 다른 암 종류와 환자의 유전적 경향을 고려하지 못해 정상세포를 파괴하는 등 부작용이 많았다. 

그러나 CAR-T 세포 치료제는 환자별로 각기 다르게 형성된 체내 고유 면역시스템을 바탕으로 환자 및 암 종류에 맞는 맞춤형 약을 제조·투약하는 치료법이다. 바야흐로 1인 1약 시대를 연 셈이다. 

FDA 스캇 고틀립 위원장은 "환자가 가진 세포로 환자가 가진 치명적인 암을 재프로그래밍하는 새로운 영역에 들어서고 있다"며 "유전자 및 세포치료제 분야에서 새로운 기술은 난치성 질환을 치료할 변곡점을 만들 가능성을 제시하고 있다"고 말했다. 이어 "환자 자신의 세포를 재조작해 치명적인 암을 공격하는 의료혁신의 개척지에 첫 발을 내딛었다"고 덧붙였다.

국내 제약·바이오업계도 개발 바람…차별점은?

국내에서도 CAR-T 세포 치료제 개발 바람이 불고 있다. 유틸렉스, 앱클론, GC녹십자셀, 바이로메드, 바이오큐어팜 등 많은 제약·바이오기업이 개발을 선언했기 때문이다. 

우선 유틸렉스는 B세포림프종 세포만 특이적으로 공격하는 MVR-CAR-T 세포 치료제를 개발하고 있다. 

MVR-CAR-T 세포 치료제는 정상세포가 악성세포로 변화할 때 발현되는 항원인 HLA-DR을 타깃한다. 즉 기존 CAR-T 세포 치료제가 CD19 항원을 타깃으로 한 것과 다른 기전인 것이다. 이 같은 기전은 악성세포만 선별적으로 공격하기 때문에 정사세포를 공격하는 기존 CAR-T 세포 치료제의 부작용을 줄였다는 평가를 받는다. 

유틸렉스 한정훈 부사장은 "MVR-CAR-T 세포 치료제는 HLA-DR이 낮게 발현된 정상 B세포는 공격하지 않고 과발현된 암세포만 사멸시킬 수 있다"며 "악성 B세포 림프종만 선택적으로 제거함으로써 사이토카인 증후군 발생 등 부작용을 개선했다"고 말했다. 

현재 유틸렉스는 MVR-CAR-T 세포 치료제를 급성골수종백혈병, 대장암 등을 적응증으로 하기 위한 연구 중이다. 

앱클론은 서울의대 정준호 연구팀으로부터 기술이전한 Anti-cotinine CAR-T 플랫폼을 활용해 T세포 활성에 브레이크를 거는 안전스위치를 추가한 치료제를 개발 중이다. 

대표적 CAR-T 세포 치료제의 부작용인 과다면역반응 문제를 해결하고자 한 것이다. 

이와 함께 현 CD19 타깃 CAR-T 세포 치료제에 재발성, 불응성을 보이는 환자를 겨냥, 신규 CD19를 에피토프(항원 수용체가 인지하는 3차 구조를 가진 부위)하는 CAR-T세포 치료제를 개발 중이다.

GC녹십자셀은 미국 바이오 기업 리미나투스파마와 손잡고 결장·직장·췌장·위·식도의 전이성 종양(고형암)에 뛰어난 효과를 보이는 GCC CAR-T를 개발하고 있다. 환자 자신의 혈액을 원료로 만드는 환자 개인별 맞춤 항암제로, 배양과정을 통해 항암 기능이 극대화된 면역세포를 제조해 환자에게 투여하는 방식이다. 

바이로메드는 CAR-T 세포 치료제 관련 핵심 기술인 ▲CAR 유전자 최적화 기술 ▲벡터 생산 기술 ▲유전자 전달 및 세포증식 등 세포처리기술을 활용해 2020년 CAR-T 세포 치료제 임상 시험 3개를 진행한다는 목표다. 

바이오큐어팜은 파로스백신과 함께 CD19 항원을 타깃으로 하는 CAR-T 세포 치료제의 전임상에 돌입한다. 파로스백신은 백혈병, 림프종, 간암 등을 타깃으로 하는 CAR-T 세포 제조 기술을 이용한 형질도입 시스템을 개발했다. 

업계 한 관계자는 "글로벌 시장에서는 미국과 중국을 필두로 500건 이상의 CAR-T 세포 치료제 관련 임상이 진행 중"이라며 "향후 CAR-T 세포 치료제 시장이 크게 성장할 것으로 전망되는 만큼 우리나라도 기업이 관심갖는 것에서 더 나아가 정부 차원에서도 개발 의지를 키울 필요가 있다"고 말했다.