배경

소아 간암의 대다수를 차지하는 간모세포종(hepatoblastoma)은 조기 발견 시 수술과 복합 항암화학요법으로 80% 안팎의 완치율을 보인다. 문제는 표준 치료제인 시스플라틴 기반 요법에 불응하거나 원격 전이가 발생한 고위험군 환아다. 이들의 3년 무사고 생존율은 30%를 밑돌 정도로 예후가 극히 불량하다. 반복적인 세포독성 화학요법은 성장기 소아에게 영구적 청력 상실, 심근 독성 등 전신 후유증을 남기기 일쑤다. 다발성 전이 병소가 남아 있으면 간 절제술은 물론 최후 수단인 간 이식마저 시도조차 어렵다는 평가다.

유전자를 재조합해 종양을 공격하는 키메라 항원 수용체 T세포(CAR-T) 치료법은 백혈병 등 혈액암에서 우수한 효과를 입증했다. 고형암에서는 여전히 뚜렷한 임상 성과를 거두지 못하는 실정이다. 종양 특이 항원 발굴이 까다롭고, 단단한 세포외기질 장벽 탓에 면역세포 침투가 어려운 까닭이다. 종양 미세환경(TME) 내 전환성장인자-베타(TGF-β) 같은 억제성 인자 역시 세포 치료제의 체내 생존을 가로막는다. 난치성 환아를 구하려면 종양 항원을 정밀 타격하면서 면역억제 환경을 돌파할 새로운 설계가 절실한 상황이었다.

핵심 발견

연구진은 소아 간모세포종 표면에 특이적으로 과발현하는 글리피칸-3(GPC3) 단백질에 주목했다. GPC3는 정상 성인과 소아의 주요 장기에서 발현이 극히 제한돼 표적 이탈 독성(on-target, off-tumor toxicity) 우려를 덜어주는 지표다. 연구진은 GPC3 인지 단일쇄 가변 단편(scFv)에 4-1BB 공자극 도메인을 결합한 기본 골격에 면역 증강 유전자 회로를 더했다. T세포의 체내 증식과 장기 생존을 촉진하고자 인터루킨-15(IL-15) 발현 카세트를 탑재하는 한편, 암세포의 면역 회피 신호를 무력화하도록 우성 음성 TGF-β 수용체 2형(dnTGF-βRII)을 결합한 형태다.

무장형 설계를 갖춘 차세대 GPC3 CAR-T는 표준 항암치료 후 폐와 복막으로 전이된 6세 환아에게 투여됐다. 환아 체중 kg당 1×10^6개 용량으로 단 1회 정맥 주입한 뒤 반응을 추적하는 프로토콜이다. 주입 4주 차에 시행한 영상 검사에서 표적 병변 크기는 기저치 대비 82% 감소한 것으로 확인됐다. 혈청 알파태아단백(AFP) 수치 역시 치료 전 12만 4,000ng/mL에서 12주 차에 8.4ng/mL로 급감하며 정상 기준(10ng/mL 미만)에 안착하는 결과로 이어진다.

추적 영상 검사에서는 종양 병변 신호가 완전히 소실돼 완전 관해(Complete Response) 판정이 내려졌다. 환아 체내에서 증식한 치료용 세포는 주입 14일 차에 혈중 최고치에 도달한 뒤 반년 넘게 높은 농도를 유지하는 양상이다. 고형암 내부에서 수주 내에 사멸하던 기존 세포 치료제의 한계를 넘어선 성과로 평가된다. 안전성 측면에서도 3등급 이상의 중증 부작용 없이 경미한 1등급 발열 반응에 그쳤다.

의미와 전망

혈액암에 머물던 면역세포 치료제의 치료 영역을 난치성 소아 고형암으로 확장할 수 있음을 환자 투여 데이터로 입증했다는 평가가 나온다. IL-15와 dnTGF-βRII를 결합한 플랫폼 구조는 다른 난치성 고형암 치료제 설계에도 폭넓게 적용될 잠재력을 지닌다. 세포독성 항암제 투여가 어려운 소아 환자에게 전신 부담을 낮추면서 완치 기회를 열어준 진전이다.

보편적 치료제로 상용화되기까지 넘어야 할 과제도 분명하다. 단일 환자 증례 보고에 그친 만큼 다기관 임상시험을 거쳐 치료 효과의 재현성을 검증해야 한다는 지적이다. 장기간 체내에 머무는 유전자 변형 세포가 자가면역 질환이나 형질 전환을 일으키지 않는지 감시할 장기 추적 체계 구축도 서둘러야 한다. 높은 생산 비용과 복잡한 제조 공정을 효율화해 치료 접근성을 높이는 작업이 뒤따라야 할 시점이다.