‘꿈의 항암제’라 불리는 백혈병 치료제가 최근 미 식품의약국(FDA)으로부터 판매 허가를 받아 전 세계 의료계의 비상한 관심이 모아지고 있다.

악성 소아 백혈병 치료에 처음 사용된 면역세포 항암제

노바티스社와 미 펜실베니아대가 공동으로 개발한 항암제의 이름은 킴리아(Kymriah)다. 모든 암에 적용할 수 있는 치료제가 아니기 때문에, 백혈병의 일종인 악성 소아 백혈병을 앓고 있는 환자들에게만 적용할 수 있다.
악성 소아 백혈병은 미국에서 가장 흔한 소아암이다. 해마다 약 3천여 명의 어린이들이 이 병에 걸려 치료를 받지만, 이 중 20%인 600여 명은 병이 재발하거나 생명을 잃는 상황까지 처해지는 것으로 알려져 있다.
이 같은 상황에서 킴리아가 전 세계 의료계의 주목을 받고 있는 이유는 기존 항암제들처럼 약물이나 합성물질로 만들어진 것이 아니라, 세계 최초로 유전자 조작 기술을 이용한 치료제이기 때문이다.
널리 알려져 있다시피 기존 항암제는 암세포 외에도 정상 세포까지 공격하기 부작용이 심하다. 반면에 킴리아는 환자에서 채취한 면역세포에 유전자를 넣어 환자에게 재주입하는 방식이기 때문에 별다른 부작용이 없다는 것이 장점이다.
물론 환자의 면역세포를 배양하여 암을 치료한다는 개념이 킴리아가 처음은 아니다. 지난 수십 년간 의료계는 환자의 면역력을 강화하는 방법으로 암을 극복하기 위해 다양한 시도를 추진해왔다.
하지만 결과는 대부분 실패로 끝났다. 암세포 역시 환자의 세포이다보니 면역세포가 암세포를 제대로 공격하지 않고 그냥 지나쳐 버리는 경우가 많았던 것. 이에 의료계는 면역 세포를 배양하여 주입하는 것만으로는 만족할만한 성과를 얻기가 어렵다는 것을 깨달았다.
킴리아가 개발되기 전만 하더라도 과학자들은 면역세포를 활성화시키면 암세포를 죽이지는 못하더라도 억제할 수는 있을 것으로 생각했다. 실제로 수많은 논문들이 정상적인 면역세포가 암의 발생을 억제한다는 사실을 알려주고 있어서다.
하지만 면역력이 강하다고 모든 암을 예방하거나 치료하는 것은 아니라는 것이 전문가들의 의견이다. 면역 기능에 별다른 문제가 없어도 암이 발생할 수 있으며, 아주 정상적인 면역 시스템을 유지하고 있어도 암은 언제든지 진행될 수 있기 때문이다.
공동연구진은 이처럼 문제가 없는 상황에서도 암세포가 확대될 수 있는 이유를 연구하다가, 암세포가 면역세포의 감시망을 피해나갈 수 있는 일종의 탈출방법을 갖고 있는 것이 아닌가라는 의심을 하기 시작했다. 다시 말해 면역세포가 암세포보다 약해서가 아니라 아예 암세포가 가까이 있는 것을 깨닫지 못해 면역세포가 공격하지 못한다고 여긴 것이다.
이 같은 점에 착안한 연구진은 곧바로 면역세포의 인지 기능을 높일 수 있는 수단을 찾기 시작했고, 그 결과 면역세포인 T세포에 암세포를 인식할 수 있는 유전자를 삽입하는 방법을 개발했다.

면역세포가 암세포를 인식하는 것이 킴리아의 원리

킴리아의 원리는 환자의 T세포가 암세포가 있다는 것을 포착할 수 있도록 도와주는 것인데, 이 같은 아이디어를 처음 구상한 과학자는 펜실베니아대의 교수로 재직하고 있던 칼 준(Carl June) 박사였다.
준 박사는 지난 2011년에 3명의 말기 만성 림프구성 백혈병 환자를 대상으로 한 연구자 임상 결과를 학술지에 발표하면서 당시 만들었던 실험적인 세포치료제를 공개했다. 환자들로부터 T세포를 뽑은 다음 암세포를 파악할 수 있도록 유전자조작을 한 후에, 이를 대량 배양하여 환자들에게 재투입하는 형태였다.
세포치료제를 개발한 것 자체도 놀라운 성과였지만, 그보다 더 놀라운 것은 치료효과였다. 유전자 조작된 자신의 T세포를 몸에 주입했을 때, 처음에는 고열 증세가 나타났다가 점차 열이 가라앉으면서 3명 중 2명의 환자들 몸속에 들어있던 암세포들이 완전히 자취를 감췄기 때문이다.
노바티스社의 킴리아는 바로 이 같은 준 교수의 아이디어를 기반으로 개발됐다. 환자에게서 면역세포를 추출한 다음, 유전자 조작을 통해서 암세포를 공격하도록 설계한 후 이를 다시 환자 몸에 주입하는 방식으로 이루어져 있다.
이런 방식으로 환자에게 주입되었을 경우, 약물로 이루어진 기존 항암제들과는 달리 정상 세포의 손상은 줄이면서 암 세포를 효과적으로 파괴하는 것으로 나타났다. 실제로 킴리아의 임상시험에서 다른 치료법이 듣지 않거나 골수이식이 불가능한 환자들 중 83%가 개선효과가 있는 것으로 밝혀졌다.
이 같은 결과에 대해 FDA의 스콧 고틀리브(Scott Gottlieb) 국장은 “킴리아는 이전의 항암제와는 완전히 다른 메카니즘을 가진 치료제”라고 언급하며 “환자 자신의 세포를 다시 프로그래밍하여 암세포를 공격하도록 설계되었기 때문에 의학 역사에 있어서 한 획을 그은 치료제로 기록될 것”이라고 평가했다.
물론 장점만 있는 것은 아니다. 나름대로의 한계도 가지고 있다. 킴리아는 현재까지 백혈병에서만 가시적인 성과를 내고 있는 수준이다. 간암이나 대장암 등 장기와 관련된 암에서는 아직까지 뚜렷한 치료 효과를 내지 못하고 있는 상황이다. 이에 대해 노바티스는 킴리아가 폐암이나 뇌암 등에 적용할 수 있는 연구를 진행 중이라고 밝혔다.