체내에서 CAR 면역세포 만드는 치료 전략, 전달 정확도와 지속성이 임상 전환 관건
체외 제조를 줄이려는 체내 CAR 전략
환자 몸속 면역세포에 유전물질을 전달해 암을 표적으로 삼는 기능을 부여하는 체내 키메라 항원 수용체(CAR) 세포치료가 개발되고 있다. Molecular Biomedicine에 실린 리뷰는 이 접근의 전달 기술과 면역세포별 역할을 비교하고, 임상 적용을 가로막는 정확도·지속성·안전성 문제를 정리했다. 새로운 치료제의 효과를 확증한 단일 실험이나 임상시험 보고는 아니다.
기존 CAR 세포치료는 환자 또는 공여자의 면역세포를 몸 밖에서 유전적으로 조작하고 증식한 뒤 투여한다. 복잡한 제조 공정과 긴 준비 기간, 비용, 출발 세포의 품질이 접근성을 제한하는 요인이다. 체내 생성 방식은 표적 전달체를 투여해 몸속 T세포·자연살해(NK)세포·대식세포에 CAR를 발현시키려는 전략으로, 체외 세포 제조 부담을 줄이는 것이 목표다. 이때 유전물질 전달과 발현이 반드시 유전체 서열의 정밀 편집을 수반하는 것은 아니다.
전달체와 면역세포에 따라 달라지는 장단점
리뷰는 바이러스와 비바이러스 전달체의 상충 관계를 강조한다. 렌티바이러스 벡터는 전달한 유전물질을 세포 유전체에 통합해 지속적인 발현을 유도할 수 있지만, 통합에 따른 장기 위험을 관리해야 한다. 아데노연관바이러스(AAV)의 유전물질은 주로 염색체 밖에 존재한다. 그러나 T세포에 효율적으로 전달하기 어렵고 실을 수 있는 유전물질의 크기도 제한된다.
지질 나노입자(LNP)에 전령 RNA(mRNA)를 담는 방식은 유전체 통합 없이 일시적인 CAR 발현을 유도한다. 발현 기간을 제한할 수 있다는 장점은 치료 기능을 오래 유지하기 어렵다는 한계와 맞물린다. 전달체나 외부 mRNA가 선천면역 반응을 유발할 가능성도 남는다. 전달 효율·지속성·안전성 사이의 균형은 플랫폼 선택에서 핵심 고려사항이다.
세포별 기능 역시 구분해야 한다. CAR-T는 표적 세포 살상과 면역기억, CAR-NK는 선천성 살상 기능, CAR 대식세포(CAR-M)는 포식과 항원 제시, 종양 미세환경 조절을 활용하는 방향으로 연구된다. 리뷰는 이 기능들을 상보적으로 결합하는 전략을 제시한다. 다만 CAR-NK가 고형암에 보편적으로 강하거나 세 플랫폼이 종양 장벽을 이미 해결했다는 근거로 해석할 수는 없다. 고형암의 치밀한 세포외기질과 면역억제 환경은 여전히 전달과 세포 기능을 방해한다.
초기 임상에서 확인해야 할 지속성과 안전성
체내 CAR 기술은 개념증명에서 초기 임상 검증으로 이동하는 단계다. 리뷰에는 체외 제작 CAR 세포의 임상 경험도 함께 실려 있어, 이를 체내 생성 치료의 성과로 그대로 해석해서는 안 된다. 몸속에서 만들어진 세포의 양과 증식은 전달 효율, 환자의 면역 상태, 표적 항원의 양에 영향을 받는다. 충분한 기능을 유지하면서 과도한 활성화를 막는 일이 핵심 과제다.
위험에는 표적 항원을 공유하는 정상조직의 손상, 사이토카인 방출 증후군, 전달체 및 유전적 조작과 관련된 장기 문제가 포함된다. 체내 생성이라는 이유만으로 안전성이 확보되지는 않는다.
발현 지속성을 높이려는 원형 RNA(circRNA), 특정 조건에서 작동하도록 설계한 CAR, 여러 면역세포의 기능을 결합하는 ‘합성 면역 시스템’도 개발 방향으로 제시됐다. 인공지능(AI)을 이용한 표적 탐색과 독성 예측은 초기 연구 영역이며 전향적 검증이 필요하다. 제조 단순화가 실제 비용 절감과 치료 접근성 개선으로 이어지는지도 임상 효과·안전성과 함께 평가해야 한다.
출처: 체내 CAR 세포치료의 과제와 치료 기술 발전을 다룬 리뷰.
In vivo chimeric antigen receptor (CAR) cell therapy is undergoing a transformative shift from conventional ex vivo manufacturing toward in situ cellular editing, aiming to generate functional CAR-engineered immune cells directly within patients through targeted vector delivery, thereby significantly enhancing therapeutic accessibility and applicability. While rapid advances have been made in both viral (lentiviral and adeno-associated viral vectors) and non-viral (lipid nanoparticle) delivery platforms, along with the expansion of effector cell lineages including CAR-T, CAR-NK, and CAR-M, critical translational bottlenecks remain. These include insufficient delivery precision, limited cellular persistence, immunosuppressive tumor microenvironment (TME) resistance, and challenges in safety controllability. This review systematically examines the working mechanisms and limitations of current delivery platforms for in vivo gene transfer. It provides a comprehensive comparison of how CAR-T, CAR-NK, and CAR-M platforms employ distinct yet complementary strategies to address tumor heterogeneity, solid tumor physical and immune barriers, and the specificity constraints of in situ editing. Furthermore, we highlight emerging frontiers such as artificial intelligence-guided personalized therapy design, smart delivery systems (logic-gated CARs, circular RNA vectors), and the development of multicellular synergistic "synthetic immune systems." By integrating multidisciplinary perspectives, this review not only offers a comprehensive roadmap bridging fundamental mechanisms to clinical translation but also lays a theoretical and technical foundation for advancing the next generation of safe, precise, and efficacious in vivo CAR therapies.
체내 CAR 전략이 검증되면 환자별로 세포를 채취·조작·증식해 다시 투여하는 부담을 줄일 가능성이 있다. 예를 들어 표적 전달체를 투여해 환자의 면역세포에 CAR를 발현시키는 방식은 체외 세포 제조 공정의 일부를 대체하려는 접근이다. 개발 과정에서는 전달체의 생산성뿐 아니라 어느 세포에 얼마나 전달되는지, 기능이 얼마나 지속되는지, 과도한 활성화를 제어할 수 있는지 평가해야 한다. 임상 적용에서도 생성된 세포의 증식과 독성을 추적하는 관리가 핵심이다. 제조 공정이 줄어들더라도 전달체 생산과 안전성 관리 부담은 남는다. 이 리뷰만으로 병원에서 즉석 치료가 가능해졌거나 치료비와 완치율이 개선됐다고 결론 내릴 수는 없다.