암세포내 종양유전자 변이로 선택적 감염 일으켜 암세포 사멸
1 항암리오바이러스
2 항암 헤르페스바이러스
3 항암백시니아폭스바이러스
4 항암믹소마폭스바이러스
5 항암다람쥐폭스바이러스
6 항암홍역바이러스
7 항암파보바이러스
항암믹소마폭스바이러스(Oncolytic Myxoma Poxvirus)란 복제가능(감염력) 바이러스로서 야생형 혹은 약독화된 리오바이러스를 그대로 사용하거나 특정 유전자를 삽입함으로써 암의 진단 또는 치료에 사용하는 바이러스다.
믹소마폭스바이러스 유전자는 겹가닥(double stranded) DNA로 구성돼 있으며 대략 171개의 바이러스 유전자로 이뤄져 있다. 바이러스의 크기는 300nM 정도로 여러 바이러스 종류 중 굉장히 큰 편에 속한다. 세포 내 마이토콘드리아의 크기가 500nM일 경우도 있으니 그 크기를 짐작할 수 있겠다.
바이러스 분류로는 인간에 천연두를 일으켰던 베리올라(Variola) 바이러스, 천연두 예방백신으로 사용했던 백시니아(Vaccinia) 바이러스와 같은 폭스바이러스 패밀리(Poxviridae)에 속하지만 세부분류로는 레포리폭스바이러스(Leporipoxvirus; 토끼류바이러스)에 속하며 Leporis는 라틴어로 토끼를 의미한다.
항암믹소마폭스바이러스는 야생형 라우산(Lausanne) strain을 사용한 전임상연구가 활발히 진행되고 있으며 머지않아 각종 말기암을 대상으로 임상시험이 진행될 전망이다.
믹소마폭스바이러스의 유래
믹소마폭스바이러스는 브라질산 토끼의 폭스 종양에서 분리된 것인데, 1949년 스위스의 라우산(Lausanne) 지역에 있는 바이러스 실험실에서 폭스 종양을 가진 브라질산 토끼에 있는 바이러스를 분리했다(Am J Epidemiol. 1971;94:514-519).
이때 분리된 바이러스는 지역이름을 따서 라우산(Lausanne) strain이라 명명됐다. 이 바이러스는 원래 숙주로 알려진 브라질산 토끼에는 심각한 질병을 일으키진 않으나 유럽산 토끼에는 치명적인 질병인 믹소마토시스(Myxomatosis)란 질병을 일으켜 수주 내에 사망케 한다.
유럽산 토끼에만 치명적 영향을 미치는 이 바이러스는 다른 동물이나 인간에는 전혀 영향을 미치지 않음을 알게 돼 호주 정부(Wildlife Health Australia)에서는 이 바이러스는 유럽산 토끼 이외에는 다른 생태계적 혹은 자연환경적 문제가 전혀 없음을 공지하고 있다(http://www.wildlifehealthaustralia.com.au/).
폭스바이러스는 일반적으로 숙주특이성이 강해 심각한 질병을 일으키는 종이 한정돼 있으며 이는 폭스바이러스 숙주제한성(Poxvirus host range restriction)이라 일컬어진다(Nat Rev Microbiol. 2005;3:201-213). 예를 들어 천연두를 일으켰던 베리올라 폭스바이러스는 인간에만 천연두를 일으켰으며 인간이 아닌 다른 동물에는 질병을 일으키지 않았다.
낙타폭스바이러스(Camel poxvirus)의 경우도 낙타에만 심각한 질병을 일으키고 다른 동물에는 영향이 거의 없으며, 마우스폭스바이러스(Ectromelia virus)도 쥐에만 질병을 일으킨다.
초기 항암믹소마폭스바이러스 연구들
2004년 캐나다 웨스턴 온타리오대학 연구진들은 믹소마폭스바이러스가 여러 암종을 선택적으로 감염할 수 있음을 보고했다(Gene Ther Mol Biol. 2004;8:103-114).
2005년에는 캐나다 캘거리대학 연구진들에 의해 뇌종양 동물실험에서 항암효과가 있음이 입증됐다(Cancer Res. 2005;65:9982-9990). 이때 환자유래 뇌종양세포의 사멸효과를 확인했으며 마우스를 이용한 소동물실험에서 항암바이러스로서의 안전성과 유효성을 확인했다.
2010년 캐나다 캘거리대학 연구진들에 의해 암세포의 종양억제유전자의 돌연변이로 유전자 기능이 감쇠된 경우 믹소마폭스바이러스의 감염성이 확연히 증가하는 것을 발견했는데, 결국 암세포에서 암화를 촉진하는 종양억제유전자의 돌연변이가 있을 경우 믹소마폭스바이러스의 특이적 감염이 이루어진다(Oncogene 2010;29:3990-3996).
종양억제 유전자의 돌연변이는 암 줄기세포의 암화과정에도 기여하게 되는데, 미국 플로리다대학 연구진에 따르면 믹소마폭스바이러스가 정상 줄기세포에는 감염이 거의 일어나지 않으나 암 줄기세포의 경우 특이적으로 감염이 확연히 증가해 암 줄기세포를 사멸함을 세포 및 동물실험을 통해 보여주었다(Leukemia 2009;23:2313-2317).
이때 사용한 암 줄기세포는 급성 골수성 백혈병 환자에게서 유래된 시료를 사용해 실험을 진행했는데, 향후 혈액암 환자의 치료법에 적용될 전망이다.
