딜사이트(팍스넷뉴스) 민승기 기자

복합기능 나노신소재와 면역 세포치료기술 융합

외부 노출 시간 : 2011년 09월 12일 (월) 06:00:38 민승기 기자 a1382a@hanmail.net

국내에서 나노융합기술 기반의 신개념 항암 면역세포 치료기술을 개발했다. 12일 보건복지부의 혁신형 세포치료 연구중심병원사업단과 교육과학기술부의 미래유망 융합기술 파이오니어 사업을 수행 중인 생체응용 나노결정 융합연구단은 두 팀간의 학제간 융합연구를 통하여 나노융합기술 기반의 신개념 항암 면역세포 치료기술을 개발했다고 밝혔다. 연구단 소속의 서울대학교 의과대학 연구팀(미생물학교실 조남혁 교수, 성승용 교수)은 고려대학교 공과대학 연구팀(신소재공학부 김영근 교수)과 학제간 융합 연구를 통해 속은 산화철, 껍질은 산화아연으로 구성된 코어-쉘 구조의 나노입자를 제조한 후 수지상세포에 탑재하고 동물실험을 통해 종래의 수지상세포 치료기술보다 항암 치료 능력이 뛰어난 결과를 얻는 데 성공했다. 기존의 방식들은 이러한 종양특이항원의 탑재효율이 낮거나 이를 객관적으로 모니터링하는 것이 어려워 항암치료에 어려움을 겪어왔다. 연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 직경 10nm의 나노입자에 초정밀 기술을 활용해 항암면역세포치료에 필요한 3 가지 기능을 동시에 갖도록 했다. 즉 이번에 개발한 나노입자는 마치 호두처럼 내부는 산화철(Fe3O4), 껍질은 산화아연으로 이뤄진 구조로 산화철은 자성을 띄므로 자기 MRI 영상, 산화아연(ZnO)은 반도체로서 발광현상에 의한 형광영상을 각각 제공한다. 나노입자의 체내 독성 또한 향후 임상에 영향을 미칠 수 있으므로 연구진은 재료선택 시 이러한 점을 고려했다. 또한 산화아연 표면에 스카치테이프 역할을 하는 생체분자인 펩타이드 서열을 고안하여 암세포에만 있는 분자항원을 나노입자에 부착할 수 있도록 설계했다. 이러한 복합구조의 나노입자를 수지상세포에 넣고, 암에 걸린 쥐들에 주사하였을 때 다른 대조군에 비해 현저히 향상된 항암효과를 관찰 했으며 개발된 나노입자 구조체는 기존의 MRI 조영제와 달리 약 1시간 내에 수지상세포 탑재가 가능하고 종양특이항원의 수지상세포 내 전달, 수지상세포의 인체 내 전달을 동시에 확인할 수 있는 다기능성을 보유하고 있다. 이번 연구결과는 ’나노기술 분야의 최고 권위의 학술지인 영국의 '네이쳐 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)' 9월 11일자 온라인 판에 "A multifunctional core-shell nanoparticle for dendritic cell-based cancer immunotherapy"란 제목으로 게재됐다.

암환자 생존기간 연장 및 치료 기대

최근 항암치료에 있어 기대주로 떠오르고 있는 면역세포치료제의 상용화가 가시화되고 있는 가운데 생존기간 연장 등 암환자들의 기대가 모아지고 있다.

항암면역세포치료는 종양 백신, 각종 면역세포, 사이토카인 등을 이용한 치료제를 투여해 환자 자신의 체내 면역체계를 증강시켜 암 환자를 치료하고자 하는 전신적 항암치료요법의 일종이다.

쉽게 말해 몸 밖에서의 특별한 세포배양 과정을 통해, 암세포만을 선택적으로 살해할 수 있는 면역세포를 수적으로 늘려주거나 기능적으로 강화시킨 후 다시 체내로 주입하여 암을 치료하는 것이다.

이같은 항암면역세포는 기존 항암치료의 부작용이 없고 현대의학으로 치료가 힘들었던 암을 극복할 수 있는 차세대치료제로 세계시장에서 주목받고 있다.

실제 미국의 경우 덴드리온 등 바이오기업들은 이미 상용화에 임박했으며 유럽등지에서는 대학위주의 연구, 개발이 진행되고 있다. 일본은 1990년대 초부터 의사의 시술개념으로 현재 10만건 이상 임상적용됐다.

국내에서 역시 이노셀, 엔케이바이오, 크레아젠(현 중외신약), 이노메디시스 등에서 개발한 항암면역세포치료제가 간암 등을 대상으로 (2007년 식품의약품안전청의 허가를 받아 사용되면서) 연구개발이 활발하다.

특히 이노셀의 경우 3상 임상시험을 진행하고 있는 간암 뿐만 아니라 사망률이 높고 현재까지 뚜렷하게 생존기간을 연장시킬 수 있는 치료방법이나 약이 개발되지 않은 난치성 질환인 뇌종양(교모세포종)에 대해서도 3상 임상시험이 원활이 이뤄지고 있어 귀추가 주목되고 있다.

이노셀 항암면역세포치료제 이뮨셀-엘씨가 3상 임상시험을 통해 기존의 치료법보다 높은 생존율을 증명한다면 당장 표준치료로 받아들여 질 가능성이 매우 높기 때문이다.

간암은 국내에서 3번째로 많이 발생하는 암으로 매년 12만 명의 신규환자가 발생하고 있지만 5년 생존율은 13%로 매우 낮아 40~50대 남성 사망원인 1위인 치명적인 암이다. 또한 국내 간암환자의 80% 이상이 B형 간염 또는 C형 간염으로 인한 간경화를 동반하고 있다.

이는 수술의 어려움과 함께 항암제를 사용할 때 간의 기능을 더욱 떨어뜨리는 원인이 되어 현재 간암의 표준치료는 종양괴제거술(수술,색전술)로 전신적인 항암치료가 전무했으나 2008년 처음 미국FDA에서 말기 간암환자를 대상으로 넥사바(바이엘)가 허가를 받았다.

하지만 넥사바 역시 간암 환자의 생존율을 소폭(2.8개월) 연장시켜주는 효과에 반해 부작용과 비용이 문제가 되고 있다.

뇌종양 중 교모세포종 역시 약 40%을 차지하고 있는 흔한 암이지만 악성도가 매우 높아 현재의 표준치료(수술+방사선+항암치료)를 진행했을 때도 5년 생존율은 9.8%로 알려져 있다.

이는 뇌를 둘러싸고 조직장벽에 의해 항암제의 흡수가 저해돼 약을 사용해도 뇌에 있는 암세포까지 도달할 확률이 적기 때문인데 이뮨셀-엘씨는 환자자신의 면역세포이므로 뇌의 조직장벽을 통과하는데 문제가 없어 더욱 높은 생존율이 기대된다.

이노셀은 현재 표준치료에 이뮨셀-엘씨 치료를 병행했을 때 생존기간이 얼마나 연장되는지를 알아보는 상업화 임상을 진행중에 있으며 3상 임상시험이 끝나면 식품의약품안전청에 자료를 제출하고 이뮨셀-엘씨의 추가 적응증으로 허가 받을 수 있을 것으로 보인다.

아울러 다른 세포치료제와 달리 이미 시장 형성단계로 3상 임상시험이 완료되는 시점부터 매출이 증대될 전망이다.

이외에도 2009년 11월부터는 연세대학교 세브란스병원에서 말기 췌장암 환자를 대상으로 하는 연구자임상시험도 진행하는 등 적응증을 점차 확대하고 있으며 기존에 문제점으로 지적되던 높은 가격부담은 면역세포치료제 연구에 대한 국책과제로 선정으로 3년간 10억원의 연구비를 지원받게 됨에 따라 치료제 생산의 효율성 및 가격 경쟁력을 갖출 수 있게 됐다.

이노셀 정현진 대표이사는 “항암면역세포치료는 환자 자신의 면역세포를 이용한 환자 맞춤형 치료제로 전신적 항암치료임에도 부작용이 거의 없다”며 “종양괴제거술 후 미세 잔존암을 제거하는데 효과적이어서 재발을 방지하며 부작용이 거의 없어 환자 삶의 질을 향상시키는 장점이 있다”고 말했다.

또한 그는 “현재 진행되고 있는 간암과 뇌종양 3상 임상시험과 췌장암 연구자임상시험 외에도 단계적으로 적응증 확대를 위한 임상시험을 지속할 예정이다. 또한 효율적인 치료제 생산을 위한 연구를 여러 연구기관(한국생명공학연구원, 삼성의료원, 충북대학교 등)과 지속적으로 가격경쟁력을 갖추고 더 좋은 치료제를 개발을 위한 연구에 매진하고 있다”고 덧붙였다.