소아 백혈병에 대한 새로운 희망: 유전자 치료

2019년 10월 5일
소아 백혈병은 주로 만 5세 미만의 아동에게 발병하고 화학 요법을 통해 거의 90%가 회복된다. 이러한 일반적인 치료 방법에 아무런 효과가 없는 아동들이 기대할 수 있는 희망은 무엇일까?

오늘은 소아 백혈병에 대한 내용을 알아본다. 가장 흔한 아동 종양 중 하나를 치료하기 위한 최신 치료 방법은 질병의 확산을 막을 뿐만 아니라, 질병의 완치까지 기대할 수 있다. 유전자 치료는 B 세포 백혈병을 앓고 있는 아이들에게 생존의 기회를 높여 주고 있다.  

백혈병에 대해서 알려면 일단 해당 질병에 영향을 끼치는 세포와 세포가 발달하는 방법에 대해서 알아야 한다. 이 모든 것은 골수에서 시작한다. 골수란 하얀 색깔의 스펀지 같은 조직을 말한다. 이것은 대퇴골, 엉덩이, 흉골과 같은 큰 뼈의 내부에 위치해 있는 것이다.

골수에는 혈액에서 발견되는 세포 종류를 생성 시키는 줄기 세포가 조금 포함되어 있다. 그중에는 림프 줄기 세포(림프구), 골수 줄기 세포(적혈구, 백혈구)가 포함되어 있다. 그렇다면 B세포 종양은 어떻게 시작되는 것일까?

소아 백혈병이란?

모든 종양은 신체가 걷잡을 수 없이 빠른 속도로 세포를 만들기 시작할 때 만들어진다. 이러한 비정상적인 세포의 특별한 점은 그것이 죽지 않는다는 사실이다. 인간의 신체가 세포로 이루어져 있다는 사실을 생각하면 종양은 우리의 신체 기관 어느 곳에나 나타날 수 있다.

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소아 백혈병의 다양한 유형

미국 종양 협회는 특성에 따라 소아 백혈병을 몇 가지 하위 종류로 구분하고 있다. 여기에는 급성 또는 자라는 속도가 빠른, 만성 또는 자라는 속도가 느린, 골수 세포 또는 림프 세포가 포함된 종류로 구분된다.

  • 급성 림프구성 백혈병 (ALL):  이것은 가장 일반적인 유형의 소아 백혈병으로 백혈구의 형성이 포함되어 있다. 이것은 B 세포 백혈병으로 알려져 있다.
  • 급성 골수성 백혈병 (AML): 이 종양은 골수 세포에서 만들어진 것이다. 이것은 잔류 백혈병의 대부분을 의미한다.
  • 만성 림프구성 백혈병 (CLL): 이 백혈병은 아동에게 발생하는 경우가 흔하지 않다. 이것은 골수의 백혈구에 영향을 끼친다.
  • 만성 골수성 백혈병 (CML): 이 유형은 조혈 세포에서 만들어진 것으로 적혈구와 플래켓을 생성해 혈류에 침입한다. 아이들에게 흔하지 않은 유형이다.

소아 백혈병에 대한 새로운 희망: 유전자 치료

최근 스페인 바르셀로나의 한 병원에서 일반적인 치료에 아무런 반응을 보이지 않은 B세포 LLA 환자 여러 명을 대상으로 새로운 치료를 진행했다. 새로운 유전자 치료, 티사젠렉루셀(tisagenlecleucel) 를 사용한 것이다. 아직 일반적으로 인체에 사용되는 단계가 아닌 임상 실험 중에 있다.  

이 치료는 2012년 FDA의 승인을 받았고 노바티스 제약 회사가 공급을 맡고 있다. 자 그렇다면, 정확하게 유전자 치료란 무엇일까?

유전자 치료

유전자 치료는 환자 개개인의 차이에 따라 치료를 진행하는 것이다. 여기에는 질병에 대항하기 위해 환자의 세포에 특정 유전자를 유입한다. 이런 방식으로 이식 거부 반응을 방지하고 종양을 공격하기 위한 목표 세포를 치료함으로써 치료 효과를 높이는 것이다.

소아 백혈병 치료 고안

이 과정은 다양한 단계로 이루어져 있고 완료까지 22일이 걸린다.

  • 일단, 전문가들은 환자의 혈액 세포에서 T 세포를 추출한다. 
  • 다음은 연구실에서 이 세포를 유전적으로 조작한다. CAR(키메라 항원 수용체)라는 단백질을 생성하기 위해 DNA 염기 순서를 활용한다.
  • 키메라 항원 수용체는 종양 세포 CD19 표면에 위치한 또 다른 단백질을 알아보는 역할을 한다. 
  • 유전적 변이를 거친 환자의 T 세포는 몇 백만 개가 될 때까지 연구실에서 배양된다.
  • 마지막 단계는 변형한 T 세포를 정맥 내 카테터의 형태로 환자에게 주입한다. 
소아 백혈병에 대한 새로운 희망: 유전자 치료

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CD19 기반 CAR-T 치료가 작용하는 방법

막대기 같은 것이 많이 솟아 있는 표면을 가진 구체 세포를 상상해보자. 이 구체는 각각 자신만의 형태학적 특징을 가지고 있다. 이 막대기들은 세포와 그 주변 그리고 다른 세포 사이의 관계를 담당한다.

소아 백혈병의 경우, 개인의 변형된 T세포가 그 표면에 매우 견고한 막대기 구조를 가지고 있다. CAR은 특별히 LB, CD10의 표면에 있는 또 다른 막대기 구조를 인지한다. 이제 T세포는 종양 B 세포를 알아보고 그 제거를 시작할 수 있다.

하지만 미국 국립 보건원 원장인 프랜시스 콜린스 박사는 면역 체계에 작용하는 종양 치료의 성공이 확실하다고 말하기 까지는 아직 고려해야 할 다양한 요소들이 남아 있다고 말한다.

“우리는 면역 체계 치료에 상당한 효과를 보이는 환자들을 보았다… 우리는 더 많은 사람 그리고 더 많은 종류의 종양에 그런 성공 그리고 희망을 가져와야 한다. 그리고 우리는 그것을 빨리 해야 한다.”

– 프랜시스 콜린스 박사

치료의 성공과 실패

치료를 시작하고 3달 이상을 관찰한 결과, 80%의 환자들이 질병의 확실한 감소를 보였다. 이들은 모두 일반적인 화학 치료에 아무런 효과를 보이지 않은 종양 환자들이다. 해당 자료는 국립 종양 기관에서 나온 것이다.

하지만 면역 체계 치료의 성공에 대해서 말하기에는 아직 조금 더 조심스러울 필요가 있다. 전문가들이 무시할 수 없는 부작용이 엿보였기 때문이다. 콜린스 박사는 해당 문제에 대해 다음과 같은 부분을 강조한 보고서를 작성했다:

  • CD19 단백질은 B세포에 존재한다. 그리고 LT-CDR은 종양 세포와 건강한 세포를 구분하지 않는다. 따라서 환자는 면역 억제 치료를 거쳐야 한다.
  • 사이토카인 방출 증후군의 발생, 이것은 약물 사용을 했을 때 나타난다.
  • 혼란 및 경기와 같은 신경적 부작용: 이 부작용은 특별한 치료 없이 사라지는 것으로 보인다.

물론 이러한 혁신적 치료는 종양을 앓고 있는 아이를 가진 가족들에게 새로운 희망의 빛이 되고 있다. 과학자들은 여전히 해당 치료법을 좀 더 완벽하게 만들기 위해 노력하고 있고 아직은 실험 단계에 있다.

HPV와 림프종과 같은 종양의 면역 체계 치료의 결과는 아직까지는 긍정적이라고 말할 수 있다.

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