신종코로나바이러스감염증(코로나19) 백신으로 일약 유명해진 독일 바이오엔텍(BioNTech)이 개발한 mRNA 기반 항암제의 첫 인체 대상 임상시험 결과가 지난 8일부터 13일까지 열리는 미국암연구학회(AACR) 연례학술대회에서 처음 발표돼 주목받았다. 

네덜란드 암스테르담에 있는 네덜란드암연구소(NCI)의 존 하넨(John Haanen) 박사는 이 회사가 개발한 CAR-T 세포치료제 BNT211을 진행성 고형암 환자를 대상으로 투여한 1/2상 임상시험 결과를 플레너리 세션(Plenary Session)에서 발표했다. 

CAR-T는 환자의 혈액 등로부터 면역 T세포를 수집하고, 실험실에서 암 세포를 공격하도록 유전자 조작한 다음 증식하고 환자에게 다시 주입해 암과 싸우게 하는 치료제다. 혈액암에서는 매우 성공적이었지만 고형암에서는 효과가 훨씬 모자라 극복할 과제로 지목됐다.

BNT211은 종양태아항원(oncofetal antigen)인 Claudin-6(CLDN6)을 표적으로 하는 자가 CAR-T 세포치료제와 바이오엔텍의 ‘mRNA-리포플렉스(lipoplex)’ 기술을 활용해 CLDN6을 코딩하는 CAR-T세포 증폭 RNA 백신(CARVac)의 두 가지 의약품으로 구성된다. 

하넨 박사는 프레젠테이션에서 치료를 받은 16명의 환자 중 일부는 CLDN6 CAR-T 치료제만 단독 사용했고, 일부는 CARVac과 병용했다고 소개했다. 그 적응증으로는 고환암, 난소암, 자궁내막암, 나팔관암, 육종, 위암 등이 포함됐다. 단독 또는 병용 투여 코호트 모두 치료가 잘 견디고 고무적인 임상 징후를 보여줬다. 일부 환자에서 사이토카인방출증후군이 관찰됐지만 분명히 관리할 수 있는 수준이었다. 또 경미한 췌장 독성의 징후가 관찰됐다. 

투여 6주 후 첫 번째 평가에서 평가 가능한 환자 14명 중 6명은 부분 반응을 보였고 5명은 목표 병변이 축소된 안정병변(stable disease)을 보였다. 1명의 환자는 변화가 없었고 2명의 환자는 진행됐다.

고용량을 투여한 고환암 환자 4명 모두 질병통제(disease control)를 보였고 이 중 3명은 객관적인 반응을 보였고, 1명은 가장 낮은 CAR-T 투여량에도 불구하고 부분반응을 보였다. 난소암 환자 2명이 반응을 보였습니다.

바이오엔텍의 공동 설립자이자 최고의학책임자인 오즐렘 투레시(Ozlem Tureci) 박사는 “과도하게 사전 치료를 받은 이 환자 집단에서 가장 낮은 CAR-T세포 용량에서도 최초의 항종양 효과를 본 것은 정말 놀라운 일이며 우리 CAR 디자인과 CARVac 접근법의 잠재력을 시사한다”고 말했다. 

이번 희소식은 감염성질환 이외의 분야에서 mRNA 기술도 통한다는 것을 입증한 개념증명으로 평가된다. 바이오엔텍은 대상포진, 말라리아, 결핵, 입술 및 성기 주변에 나타나는 단순포진바이러스(herpes simplex virus, HSV), 에이즈(HIV)를 포함한 전염병 외에 종양학에서도 췌장암, 비소세포폐암, 결장직장암, 흑색종, HPV16+ 두경부암, 전립선암 등을 포괄하는 2상에서 최소 5개의 프로그램과 1상에서 약 12개의 프로그램 등 광범위한 고형종양 프로그램을 운영 중이다.

바이오엔텍의 경쟁자인 모더나(Moderna)도 감염질환에서 거대세포바이러스(cytomegalovirus, CMV), HSV, 지카(Zika), 니파(Nipah), 호흡기세포융합바이러스(RSV), 독감 등에 대한 전염병 프로그램을 진행하고 있다. 아울러 맞춤형 암백신(mRNA-4157), KRAS 암백신(mRNA-5671), 면역관문 암백신(mRNA-4359)을 포함해 암과 자가면역질환 분야에서도 mRNA 치료제를 개발 중이다. 

2010년까지만 해도 모더나 CEO인 스테판 방셀(Stéphane Bancel)은 mRNA 기술은 성공하기에 불가능하다며 회의적인 자세를 취했다. 전반적으로 과학자들은 mRNA 기반 치료법이 흥미롭지만 실현 가능하려면 아직 멀었다고 생각했다. 감염질환 분야의 백신과 치료제에 mRNA 관련 기업들이 집중한 것은 암과 같은 복잡한 질병보다 가능성이 훨씬 높은 ‘낮게 매달린 열매’라고 생각했기 때문이다. 

하넨은 AACR 프레젠테이션에서 “CAR-T 치료제가 이전에 고형종양에서 효과가 없었기 때문에 처음에는 상당히 회의적이었다”며 “그래서 우리는 전이가 사라지고 환자가 어떻게 개선되는지 보는 것이 매우 기쁩니다. 환자들은 놀라운 부분반응을 보였고 한 환자는 완전관해가 아직 진행 중이며 거의 6개월 동안 지속됐다”고 강조했다. 

암에 대한 가능성에도 불구하고 아직 초기 단계이며 연구 대상 환자가 아직은 매우 적다. 이번 임상시험에서 심각한 독성의 징후는 없었지만 더 큰 규모의 연구로 이어진다면 잠재적인 문제가 대두될 수 있다. 특히 소규모 연구에서 췌장 독성의 징후가 드러났다. 하넨은 “더 높은 용량으로 환자를 치료하면 어떤 일이 일어날지 몰다 더 심층적인 연구가 필요하다”고 지적햇다. 

CAR-T를 사용해 심장의 흉터를 인식하고 치료하는 것에 대한 연구가 지난 1월에 발표됐다. 펜실베이니대 연구원들은 T 림프구를 재프로그래밍하기 위한 mRNA 지침이 포함된 CD5 표적 지질나노입자를 주입해 체내에서 CAR-T 세포를 생성했다. 심장질환의 마우스 모델에서 이런 접근법은 섬유증을 성공적으로 감소시키고 심장 기능을 회복했다.

이 연구의 수석 저자인 조나단 엡스타인(Jonathan A. Epstein) 펜메디신(펜실베이니아대 부설 벤처기업) 최고과학책임자(CSO)는 “섬유증은 심부전, 간질환, 신부전을 포함한 많은 심각한 장애의 기저에 있으며 이 기술은 막대한 의학적 부담을 해결할 수 있는 확장 가능하고 저렴한 방법으로 판명될 수 있다”고 말했다. 페렐만 의대(Perelman School of Medicine)의 심혈관 연구 수석 부학장인 윌리엄 위코프 스미스(William Wikoff Smith) 교수는 “가장 주목할 만한 발전은 T세포를 환자의 몸에서 꺼내지 않고도 조작해 임상에 적용할 수 있는 능력을 확보한 것”이라고 평가했다.