암 예방 백신 패러다임 바꿀 수 있을까?
암 예방 백신 패러다임 바꿀 수 있을까?
초기 종양 공격하도록 면역체계 자극 ... 암 세포 단백질 등 전달

현재 전 세계에서 예방 백신 평가하는 초기 임상시험 다수 진행

생명공학정책연구센터, '암 예방 백신 개발 동향' 리포트 발간
  • 박민주
  • admin@hkn24.com
  • 승인 2022.06.05 10:22
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[사진=헬스코리아뉴스 D/B]
[사진=헬스코리아뉴스 D/B]

[헬스코리아뉴스 / 박민주] 인류의 생명을 위협하는 무서운 질병 '암'. 암을 치료하기 위해 환자의 면역체계를 활용하는 다양한 연구가 진행되고 있는 가운데, 치료 목적으로 개발되고 있던 백신이 최근 예방용으로도 개발되면서 관심이 쏠린다. 

생명공학정책연구센터가 발간한 '암 예방 백신 개발 동향' 리포트에 따르면, 암 예방 백신은 초기 종양을 공격하도록 면역체계를 자극시키기 위해 암 세포의 단백질 또는 항원 조각을 전달하는 것이다. 암에 걸릴 위험이 높은 지원자들을 대상으로, 초기 종양 세포를 제거할 수 있는 예방 백신을 평가하는 초기 임상시험이 현재 전 세계에서 여러 건 진행 중이다. 

#. 바이러스에 의해 유발되는 특정 유형의 암을 예방하기 위한 백신은 이미 개발이 완료되어 활용되고 있다. 하지만 대부분의 암은 비바이러스성이며, 이같은 암을 예방하기 위한 백신은 초기 개발 단계로 일부 암에서 초기 임상시험이 진행되고 있다. 

지난 2012년 네이쳐 에디토리얼(Nature editorial)은 2020년까지 유방암 예방 백신을 개발하겠다는 포부를 가진 단체 NBCC(National Breast Cancer Coalition, 미국 전국유방암연합)의 목표에 대해 종양의 유전적 복잡성 때문에 달성이 어렵고, 아직은 과학이 뒷받침되지 못하는 상황이라고 비판한 바 있다. 

하지만 현재 NBCC는 예방 백신 임상시험을 준비 중인 상황이다. 초기 암의 유전적 변화에 대한 새로운 통찰력을 확보하고, 초기 종양세포가 면역체계를 억제한다는 연구결과를 기반으로 한다. 암 예방 백신은 암에 걸린 적이 없는 건강한 사람들에게 가장 잘 작용할 수 있다는 인식 하에 연구와 개발을 추진 중이다.

NBCC의 연구자들은 종양세포에서 발현되는 다양한 항원을 대상으로 암 예방 백신을 개발하고 있다. ▲종양항원(tumor antigens, 건강한 세포에는 드물지만 암세포에 풍부한 분자표지자) ▲신생항원(neoantigens, 종양 세포에서만 발견되는 단백질) ▲단일항원(single antigen) ▲다항원(multi-antigen) 등 다양한 접근 방식으로 최선의 백신 전략을 시도 중이다. 

 

[사진=생명공학연구센터 '암 예방 백신 개발 동향']
암 예방 백신의 개념 [사진=생명공학연구센터 '암 예방 백신 개발 동향']

#. 면역체계를 활용해 암을 치료하려는 시도는 오래 전부터 있어 왔다. 1890년대 의사인 William Coley는 박테리아 독소(일종의 백신) 주사가 면역 체계를 자극함으로써 환자의 종양을 축소시키는 경우가 있다고 보고했다. 수십 년 후, 연구자들은 T세포라고 불리는 면역 세포가 종양 항원을 인식 하고 암을 공격할 수 있다는 것을 발견했으며 이는 면역관문억제제(키트루다, 옵디보, 여보이 등)와 면역세포치료제(CAR-T세포 치료제 등) 개발로 연결됐다. 

1990년대 초 환자의 면역 방어를 유발할 수 있는 수십 개의 종양 항원을 확보하면서 치료용 암 백신 개발이 시작됐다. 하지만 동물실험에서의 유효한 데이터에도 불구하고, 대부분의 치료 백신은 인간의 종양 성장을 막는데 실패했다. 

#. 일부 과학자들은 암 백신이 질병을 치료하는 것보다 예방하는데 더 효과적일 수 있다고 생각했다. 피츠버그 대학의 Olivera Finn 교수 연구팀은 1989년, 종양 관련 항원인 MUC1(당이 많은 세포 표면 단백질)을 최초로 발견했다. 이후 MUC1의 짧은 조각으로 구성된 예방 백신을 개발, 여러 차례 임상시험을 실시해 성공적인 결과를 발표했다. 백신을 접종한 53명의 참가자 중 11명이 항체를 많이 생산했으며, 이 중 3명 만이 백신 접종 후 1년 이내에 폴립이 재발했다. 위약 그룹의 참가자 47명 중에서는 31명이 재발했다.

Finn 연구팀 백신의 단점은 짧은 단백질/펩타이드가 주로 항체를 생성하는 B세포를 촉발한다는 점이다. 이에 대해 Robert Vonderheide(Penn Medicine, Abramson Cancer Center 소장)는 암에 대한 효과적인 면역을 위해서는 T세포를 동원해야 하고, 항원 자체보다 항원에 대한 유전물질을 주입하는 것이 더 효과적이라고 제안했다.

이에 Vonderheide 연구팀은 많은 종양에서 발현되는 hTERT(암세포가 증식할 때 염색체를 보호하는 효소인 텔로머라제의 작은 덩어리)라는 항원을 표적으로 하는 DNA 기반 백신을 개발해 임상 1상 시험을 추진했다. 다양한 암 치료 후 관해 상태에 있는 93명의 환자를 대상으로 백신의 안전성을 테스트한 결과, 4명을 제외한 모든 사람이 hTERT 특이 T세포를 생성했으며, 백신이 암을 예방할 수 있다는 암시적인 결과도 확보했다. 

Penn Medicine 연구팀은 유방암 및 기타 일부 암의 위험을 높이는 암 유전자인 BRCA1/BRCA2의 돌연변이를 보유하고 있다. 현재 암이 발 생한 후 관해 상태에 있는 16명을 대상으로 백신에 대한 안전성 및 면역 반응을 연구 중이다. 내년에는 암에 걸린 적이 없는 BRCA 돌연변이 보유자 28명에게 백신을 시험할 예정이다. 

#. 이밖에 암 예방 백신 임상시험 현황을 살펴보면, Cleveland Clinic의 Vincent Tuohy 연구팀은 알파-락타부민(alpha-lactalbumin)을 표적으로 삼중 음성 유방암을 예방할 수 있는 백신의 1상 임상시험을 시작했다. 임신 후기와 모유 수유 중에만 생성되는 유방 세포 단백질인 알파-락타부민은 삼중음성유방암 환자의 70% 이상에서 발견된다. 연구팀은 임신 계획이 없는 24명의 여성을 대상으로 면역반응 유도를 확인할 계획이다. 

#Johns Hopkins University의 Elizabeth Jaffee와 Neeha Zaidi는 암에 걸리지 않았지만 유전적 돌연변이 및 가족력으로 췌장암 발생 위험이 높은 25명의 남녀를 대상으로 돌연변이 KRAS 펩타이드를 함유한 백신의 안전성 테스트를 시작할 예정이다. 췌장암은 대부분 KRAS라는 성장 단백질의 돌연변이에 의해 발생하는데, KRAS는 여러 유전자 중 가장 먼저 돌연변이가 발생한다. 

생명공학정책연구센터는 "백신의 효능을 판단하기 위해서는 건강한 사람들이 암에 걸릴 때까지 수십 년을 기다리지 않고 성공을 측정해야 한다. 종양이 나타날 때까지 기다려야 하는 경우, 예방 백신의 승인까지는 매우 긴 여정이 될 것이기 때문에 결장암에 걸리기 쉬운 사람들의 폴립 성장 감소와 같은 대체방법을 찾아야 한다"면서 "선도적인 코로나 19 mRNA 백신의 성공에 기반해 지질 입자를 사용한 항원 mRNA를 세포로 운반하는 예방용 mRNA 백신 플랫폼을 구축할 필요가 있다"고 제안했다. 


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