서울성모병원, 코 통해 뇌에 직접 투여하는 뇌종양 신약개발 도전

안스데반 서울성모병원 교수 연구팀, 과학기술정보통신부 ‘신진연구-개척연구’ 선정

▲안스데반 가톨릭대학교 서울성모병원 신경외과 교수 (사진제공=서울성모병원)

안스데반 가톨릭대학교 서울성모병원 신경외과 교수 연구팀이 뇌종양인 교모세포종(Glioblastoma)을 대상으로 코를 통해 뇌에 직접 작용하는 입양면역세포치료 연구를 시작한다고 2일 밝혔다.

과학기술정보통신부 기초연구사업 ‘신진연구-개척연구’에 선정된 이번 연구는 기존에 시도되지 않았던 새로운 치료 접근법과 패러다임을 제시하고, 기초 근거를 최초로 확립하는 연구 과제다. 연구 기간은 3년이며 총 3억 원이 지원된다.

교모세포종은 국내에서 연간 약 600~800명의 환자가 새로 진단되며 예후가 극히 불량한 난치성 뇌종양이다. 최대한의 종양 절제술 이후 항암 방사선 치료를 병행해도 평균 생존 기간이 2년 미만, 5년 생존율이 10% 미만이며, 임상적으로 의미 있는 생존 이득을 입증한 치료제도 없다.

외부에서 강화된 면역세포를 주입해 종양을 직접 공격하는 ‘입양면역세포치료(adoptive cell therapy)’가 전임상 및 초기 임상에서 교모세포종 치료 가능성을 보이고 있다. 다만 세포치료제 역시 정맥을 통한 전신 투여 시 혈뇌장벽(BBB)에 가로막혀 뇌 내 전달 효율이 낮고, 비특이적인 전신 부작용이 발생할 수 있다는 한계가 있다.

연구팀은 BBB를 우회해 면역세포를 뇌종양 부위로 직접 도달시키는 ‘비강투여(Intranasal delivery)’ 기반의 비침습적 세포 전달 시스템을 대안으로 제시했다. 비침습적이며 반복 투여가 가능하고, 전신 부작용을 최소화할 수 있다는 장점이 있기 때문이다.

키메릭항원수용체 T세포(CAR-T) 등의 면역세포치료제를 비강으로 투여할 경우, 뇌종양 부위로의 효과적인 전달은 물론 유의미한 항종양 효과까지 나타난다는 사실을 이미 확인한 것으로 알려졌다. 다만 면역세포가 어떤 경로를 통해 뇌 및 종양 부위로 이동하는지 정확한 전달 기전, 전달 효율을 극대화하기 위한 최적화 전략, 종양미세환경의 면역억제 요소를 극복하기 위한 병합 치료 전략 등에 대한 규명이 필요한 실정이다.

연구팀은 이번 과제를 통해 비강 투여된 면역세포의 해부학적·기능적 전달 경로를 명확히 밝히고, 세포 엔지니어링 기술을 접목해 전달 효율을 극대화할 계획이다. 종양미세환경 내 면역억제 세포를 조절하는 물질을 병용 투여해 항종양 효과를 한층 높이는 전략을 수립하고자 한다.

현재 비강투여 면역세포의 뇌 내 전달 및 항종양 효과에 대한 기초 전임상 데이터를 확보한 상태이며, 이를 바탕으로 전달 경로 추적과 미세환경 변화 분석 등 심화 후속 전임상 연구를 수행하고 있다.

면역세포의 뇌 전달 기전을 규명하고 이를 최적화하는 것은 향후 다양한 면역세포치료제 및 면역조절제에 적용 가능한 범용 플랫폼 기술로 발전할 수 있을 것으로 기대된다. 뇌 전이암 및 기타 중추신경계 질환 치료로의 확장 가능성도 있다는 평가다.

안스데반 교수는 “종양 내 직접 주입이나 전신 투여의 한계를 넘어, 환자 부담이 적고 반복 투여가 가능한 비강투여 기반 면역세포치료를 통해 교모세포종 치료의 새로운 가능성을 열고자 한다”라며 “비강투여 면역치료의 전달 기전과 최적화 전략을 확립해, 향후 실질적인 치료 대안을 제시하고 싶다”라고 말했다.