[헬스코리아뉴스 / 이충만] 유전자 치료제, CAR-T 세포 치료제 등 최첨단 의약품 기술들은 가장 먼저 혈액 질환 치료제로 등장하는데, 그 배경에 관심이 쏠리고 있다.

미국 버텍스 파마슈티컬스(Vertex Pharmaceuticals)는 지난 1월 미국 바이오 벤처 기업 레너게이드(ReNAgade)와 차세대 유전자 치료제 개발을 위한 협력 계약을 체결했다.

계약의 핵심은 기존 유전자 치료제의 아데노바이러스벡터(AAV) 전달 방식을 지질나노입자(LNP) 기반 전달 기술로 전환한다는 점이다.

AAV는 바이러스를 이용하는 특성상 한 번 투여하면 체내 면역 반응이 생겨, 부작용이 발생해도 추가로 수정하거나 다시 투여하기 어렵다. 반면, LNP는 면역 반응이 적어 유전자 수정이 필요할 경우 반복적으로 투여할 수 있다는 장점이 있다. 제작 비용이 상대적으로 낮아 경제성 면에서도 이점이 크다.

해당 유전자 치료제의 대상 질환은 겸상 적혈구병(SCD) 및 수혈의존성 베타지중해 빈혈(TDT) 등의 혈액 질환이다. 최첨단 의약품 기술이 혈액 질환 치료에 우선 적용되는 사례는 이번이 처음은 아니다. ①CAR-T 세포 치료제와 ②유전자 편집(CRISPR-Cas9) 치료제가 대표적이다.

①CAR-T 세포 치료제는 암 세포 표면의 특이적인 부분을 능동적으로 찾아내어 파괴할 수 있도록 새로운 유전자를 삽입하여 재조합하는 세포 치료제이다. 키메라처럼 조작되어 있다는 의미에서 키메라 항원 수용체 T 세포(Chimeric antigen receptor-T)라고 불린다.

이 약물은 말기 혈액암 환자에서 1회 투약만으로 모든 암 세포를 사멸시키는 극적인 치료 효과를 보이면서 기적의 항암제라는 별명이 붙었다. 대표적인 제품은 노바티스의 ‘킴리아’(kymriah, 성분명: 티사젠렉류셀·tisagenlecleucel)로, 2017년 8월 미국 식품의약국(FDA)의 허가를 취득했다.

②유전자 편집 치료제는 유전자의 특정 부분을 잘라내어 직접 수정하는 치료제다. 기존 유전자 치료제가 특정 유전자의 발현을 차단하거나 촉진하기 위해 재조합된 유전자를 투여하는 방식이었다면, 유전자 편집 치료제는 유전자의 오류를 직접적으로 바로잡는 기전이다. 마치 가위와 같아 유전자 가위라는 이름으로도 불린다.

미국 FDA는 지난 2023년 12월, 현재 유일무이한 버텍스의 유전자 편집 치료제 ‘카스거비’(Casgevy, 성분명: 엑사감글로진 오토템셀·exagamglogene autotemcel)를 SCD 및 TDT 치료제로 허가한 바 있다.

그렇다면 이들 치료제는 왜 하나같이 혈액 질환을 타깃으로 개발되는 것일까. 가장 큰 이유는 혈액 질환이 비교적 연구와 치료가 용이하기 때문이다.

혈액은 상대적으로 쉽게 채혈할 수 있고, 질병 진행을 추적하는 바이오마커를 모니터링하기 용이하다. 체외에서 재조합한 물질을 다시 체내에 주입할 때 혈액을 통한 방식이 가장 간단하기도 하다.

혈액 질환의 고유한 특성으로 인해 새로운 치료법이 쉽게 적용될 수 있다는 장점도 있다. 혈액은 전신을 순환하기 때문에, 약물을 혈관을 통해 투여하면 질병 부위에 빠르게 도달해 즉각적인 효과를 발휘할 수 있다.

하지만 이러한 장점이 비혈액 질환으로 적용될 때는 적응증 확장의 걸림돌로 작용한다. 가령 CAR-T의 경우, 고형암에서도 활용할 수 있도록 다양한 개발이 시도되고 있지만, 종양미세환경이라는 고형암의 특징을 극복하지 못해 여전히 애를 먹고 있다.

학계는 이와 관련 혈액이 쉽게 채취되어 실험과 연구가 용이하다는 점 때문에 최신 유전자 치료 기술이 주로 혈액 질환에 적용되고 있지만, 비혈액 질환에서도 유사한 연구 환경을 조성할 필요가 있다고 지적한다.

네덜란드 후브레흐트 연구소의 델릴라 헨드릭스(Delilah Hendriks) 연구팀은 유전자 편집 치료제의 비혈액 질환 적응증 확대에 대해 “오가노이드(장기 유사체) 등의 기술을 활용해 다양한 연구와 실험을 반복할 수 있는 기반을 마련하는 것이 중요하다”고 밝혔다.