가톨릭세포치료사업단 뉴스레터 14호

Catholic Institute of Cell Therapy 가톨릭생명윤리를 기반으로 성체세포치료연구에 앞장서겠습니다.

1) 『항암치료에 반응한 EBV 양성 NK-T세포 림프종 환자에게 투여하는 EBV특이 세포독성 T세포의 안전성과 유효성』연구 성과

가톨릭대학교 서울성모병원 혈액내과 조석구 교수와 가톨릭조혈모세포은행 김태규 교수 팀에서 연구한 엡스타인 바 바이러스(Epstein-Barr virus; 이하 EBV) 특이적인 살해 T 세포(cytotoxic T lymphocytes; 이하 CTLs) 치료제의 연구성과가 ‘네이처(Nature)’에서 발행하는 ‘Molecular Therapy’지에 게재되었다. 이번 연구는 의생명산업연구원 가톨릭세포치료사업단(이하 사업단)의 세포생산실에서 생산된 세포치료제로 그간 세포치료 연구 발전을 위한 오랜 노력 끝에 얻어낸 성과라는 점에 큰 의미가 있다.

EBV는 호지킨림프종(Hodgkin’s disease), 비형 림프절 외 NK/T 세포 림프종(extranodal NK/T cell lymphoma, nasal type)과 이식 후 림프증식성 질환(post-transplant lymphoproliferative disease)을 포함하여 다양한 림프증식성 질환을 유발한다. 일반적으로 EBV는 모든 사람의 약 90% 가량이 보균하고 있어 정상인에서는 암을 유발하지 않지만 면역체계가 손상되어 있을 경우 잠복하던 바이러스가 활성화하여 암을 유발한다. 기존 치료법으로는 항바이러스제의 사용, 항암화학요법, Rituximab 항체 투여 등이 시행되어 오고 있으나 아직까지 효과적인 치료법은 정립되지 않은 상태이다.

EBV와 같은 바이러스에 감염된 종양 세포의 억제를 위해서는 CTLs 반응이 필수적이다. 특히 EBV 양성 질환의 경우 종양세포 표면에 림프종 발병에 관여하는 EBV 항원이 발현되기 때문에 생체 외에서 EBV에 감염된 종양세포만 공격하도록 CTLs을 훈련시키고 대량 생산해 환자에게 주입하는 방식의 새로운 세포 치료법이 가능하다.

이번 논문에서는 EBV-특이적인 CTL(EBV-CTL) 치료제를 악성 림프종인 NK/T세포 림프종 환자에게 항암치료나 자가이식 후 재발 방지를 위해 투입해 안정성과 임상효과를 제시했다. 그 결과, 세포치료를 받은 10명의 환자가 모두 생존했으며, 4년 무병 생존율이 90%에 달했다. 이번 연구 결과는 2007년 국내 최초로 시도된 식품의약품안전청 연구자 주도 임상시험에 대한 결과로 모든 환자를 5년 이상 장기 추가조사(long-term follow up)하였기 때문에 더욱 신뢰도가 높다. 또한, 본 연구진은 국내 최초로 EBV-CTL 치료제의 안정성과 효능을 입증하는 연구결과를 학계에 발표했다.

연구 성과가 실린 ‘Molecular Therapy’지는 미국 유전자 및 세포 치료학회(American society of Gene & Cell Therapy)의 공식저널로 의학 연구 및 실험분야의 상위 10% 저널이며 EBV-CTLs 치료제를 처음으로 개발하고 면역세포치료 분야의 대가인 Helen Heslop이 편집장을 맡고 있다. 이번 논문 발표로 세계적 권위의 의료진 및 학자들로부터 연구 성과에 대한 인정을 받게 되었기 때문에 임상적용단계를 지나 상용화를 앞당기기 위한 연구가 더욱 활기를 뛸 것으로 기대된다.

본 연구팀은 지난 2012년 하반기 질병중심 중개중점연구과제에 “EBV 양성 림프종 치료용 고효능 T세포 면역세포치료제의 상용화 기반 연구’가 선정되어 EBV-CTLs 치료제의 상용화를 위한 연구과제를 수주하여 수행중이며, 장기이식 후 발생하는 림프증식성질환자(PTLD)에게 사용할 수 있는 EBV-CTLs 치료제의 응급상황 사용(응급임상) 승인을 받아 시행하고 있다. 더나아가 향후 EBV-CTLs 치료제의 사업화 및 신의료기술 등재를 목표로 하고 있다.

2) 연구클러스터 소개 - 난치성 실명극복을 위한 윤부유래각막상피세포판 개발 연구클러스터 (정소향 교수)

전 세계적으로 4500만 명이 양안 실명으로 고통받고 있고 그 중 1000만 명이 투명한 조직인 각막의 질환으로 실명에 이른다. 각막자체의 병변으로 인한 실명은 각막이식으로 시력의 회복을 기대할 수 있으나, 윤부줄기세포결핍 (Limbal stem cell deficiency)으로 인한 각막의 혼탁 및 실명은 현재까지 국내에서는 윤부조직이식으로만 시력회복을 기대할 수 있어서 난치성 실명질환으로 분류되고 있다.

안구표면은 투명한 각막(cornea)과 흰자위인 결막(conjunctiva)으로 이루어져 있고 각막과 결막의 경계부위인 윤부(limbus)의 기저상피층에 위치한 윤부줄기세포(limbal stem cells:SCs)에 의해 투명한 각막이 유지된다(그림 1). 윤부줄기세포는각막상피층으로만 분화할 수 있는 단능 성체줄기세포로써 윤부조직의 약 0.5 -2% 존재하고 있다. 윤부줄기세포결핍시 기저 각막상피세포의 표면으로의 이동인 X와 주변부 각막 상피세포의 중심부로의 이동인 Y가 감소되면서 각막 상피세포의 탈락인 Z의 손실이 많아지면서 각막 상피가 재생되지 못하므로 결막 상피세포가 윤부를 넘어 각막으로 침투하게 되고, 이것을 결막화(conjunctivalization)라고 부른다. 새로운 환경에도 불구하고 결막 상피세포는 고유의 표현형을 유지하면서 각막의 신생혈관을 만들게 되고, 결과적인 각막혼탁으로 환자는 실명한다(그림 2).

그림 1. 각결막과 윤부의 해부학적 구조 - Corneal stroma (각막 기질), Ocular surface (안구 표면), limbal wound (윤부 손상), Conjunctiva (결막), SCs (줄기세포)

그림 2. 왼쪽)정상각막 / 중간)부분윤부줄기세포결핍 / 오른쪽)전체윤부줄기세포결핍(실명)

윤부줄기세포 결핍의 치료로 자가 또는 동종 윤부이식이 고전적으로 시행되고 있고 자가이식의 경우 반대안에서 같은 크기의 윤부 조직을 채취하여 이식하는 방법이 사용되었으나 1/4 이상 채취 시 반대안에 윤부줄기세포결핍 질환을 초래할 위험을 감수해야 한다. 사체에서 기증받는 동종 윤부이식의 경우 지속적인 전신 면역억제제의 사용으로 인한 부작용으로 환자들이 고통받고 있으며, 전신 면역억제제를 사용하더라도 윤부이식편 거부반응으로 줄기세포가 생존하지 못하여 2/3에서 다시 각막의 혼탁이 재발하여 실명한다.

따라서 자가윤부조직을 3x3 mm의 작은 크기로 채취하여 체외배양(ex vivo expansion)하여 줄기세포의 효율을 높인 윤부유래각막상피판을 제작하여 이식하는 치료법은 국외에서는 이미 환자에게 사용되고 있다. 본 연구클러스터는 3x3 mm의 크기의 윤부조각을 인체 양막을 기질로 사용하여 인체혈청을 이용하여 약 2주간 배양하여 윤부유래각막상피판을 제작하여 추후 환자에게 사용할 수 있는 연구발판을 마련하고자 조직된 클러스터이다.

그림 3. 윤부조각을 이용한 윤부유래각막상피판 제작

이미 전임상실험에서 토끼의 윤부줄기세포결핍모델을 제작하고 인체 윤부유래각막상피판을 이식하여 2달 뒤 토끼각막을 채취하여 보았을 때 기저층에 progenitor cell 표지자인 p63이 발현되어 있고 각막상피분화 표지자인 CK3과 CK12가 전층에서 잘 발현되는 것을 알 수 있었다(그림 4).

그림 4. 왼쪽) 대조군 / 오른쪽)이식군

본 연구클러스터에서는 향후 기존 국외에서 발표된 방법보다 윤부줄기세포의 증식효율을 높인 윤부유래각막상피판을 제작하고 환자에게 적용하기 위한 프로토콜을 개발하여 난치성 실명극복을 위해 노력할 것이다.

서울시 서초구 반포대로 222 가톨릭중앙의료원 의생명산업연구원 기톨릭세포치료사업단