CRISPR로 CD33 지운 줄기세포…혈액암 표적치료 '안전 문' 열다

크리스퍼(CRISPR) 유전자 가위로 특정 유전자를 제거한 기증자의 조혈모세포를 이식해 혈액암 재발을 막는 새로운 치료 전략의 가능성이 확인됐다.

28일(현지시간) 미국 세인트루이스 워싱턴의대 연구팀이 국제학술지 '네이처 메디슨(Nature Medicine)'에 발표한 연구 결과에 따르면, 유전자 편집 줄기세포 이식 후 표적 항암제로 후속 치료하는 방식이 안전성과 효과를 입증했다.

급성 골수성 백혈병(AML)과 골수이형성증후군(MDS)은 동종 조혈모세포이식 후에도 재발 위험이 높은 혈액암이다. 재발 방지를 위한 유지요법은 암세포뿐만 아니라 이식된 건강한 기증자 세포까지 공격해 심각한 부작용을 유발하는 한계가 있었다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 크리스퍼 유전자 가위 기술을 활용했다. 기증자의 조혈모세포에서 'CD33' 단백질을 만드는 유전자를 미리 제거한 유전자 편집 줄기세포 '트렘셀(trem-cel)'을 만든 것이다. CD33은 대부분의 조혈모세포 표면에 존재하지만, 다른 조직에는 없어 표적하기에 적합하다.

이번 임상 1/2상 연구는 재발 위험이 높은 AML 또는 MDS 성인 환자 30명을 대상으로 진행됐다. 모든 환자는 트렘셀을 이식받았으며, 1차 안전성 평가 지표인 28일차 호중구 생착을 100% 달성했다. 평균 생착 기간은 10일로, 기존 표준 줄기세포이식과 유사한 결과다.

이후 19명의 환자는 CD33 표적 항암제 '젬투주맙 오조가미신(GO)'을 유지요법으로 투여받았다. 그 결과, 예상됐던 심각한 혈구 감소증 없이 양호한 내약성을 보였다. 이는 유전자 편집으로 CD33이 제거된 건강한 줄기세포가 표적 항암제의 공격을 받지 않고 보호됐음을 시사한다.

전체 환자 30명의 평균 전체생존기간(OS)은 14개월을 약간 상회했다. 연구팀은 앞서 다른 학술지(JCO Precision Oncology)를 통해 이 치료 전략의 효과를 입증한 사례를 보고한 바 있다. 해당 환자는 CD33 제거 줄기세포 이식 후 재발했으나, 동일 기증자의 CD33 표적 CAR-T 세포치료를 받고 1년 이상 암이 없는 상태를 유지했다.

연구를 이끈 존 디페르시오 교수는 "이번 연구는 암세포와 정상세포가 같은 표적을 공유해 발생하는 '아군과 적군을 모두 공격하는' 문제를 해결하는 공학적 해법을 제시했다"며 "건강한 세포에 '투명 망토'를 입혀 항암제가 적군만 정확히 공격하게 만드는 것"이라고 설명했다.