가톨릭세포치료사업단 뉴스레터 18호

Catholic Institute of Cell Therapy 가톨릭생명윤리를 기반으로 성체세포치료연구에 앞장서겠습니다.

이비인후과 김성원교수 “3D바이오프린팅 기관(trachea) 개발 연구”에 30억 과제 수주

서울성모병원 이비인후과 김성원 교수

서울성모병원 이비인후과 김성원 교수는 2017년 12월 한국보건산업진흥원이 주관하는 첨단의료기술개발사업 계속 과제의 2단계 과제에 선정되었다. 2014년 11월 첨단의료기술개발사업 유망보건의료 부분에서 선정되었던 과제의 1단계 사업을 좋은 성적으로 마무리하여, 이번 2단계 사업에도 선정된 것이다. 연구 주제는 ‘호흡기도(기관, trachea)재생을 위한 환자 맞춤형 바이오프린팅 기관 실용화 기반기술 개발’ 로서, 호흡기도 점막세포 재료로서 이 세포와 유사한 사람의 코 하비갑개 유래 중간엽줄기세포를 분리 배양하고, 기관 연골의 재료로서 코중격 연골세포를 분리 배양하여, 이 두 가지 세포를 이용한 바이오잉크를 3D프린팅하여 바이오프린팅 기관(trachea)을 개발하고 임상시험계획서 승인을 받는 과제이다. 김성원교수 연구팀은 앞서 수행한 1단계 과제에서 가톨릭세포치료사업단의 세포생산시설(GMP)을 이용하여, 임상적용이 가능할 수 있도록 사람 코 하비갑개 유래 중간엽줄기세포와 사람 코중격 연골세포를 분리 및 배양하고, 표준공정서를 제작하였다. 현재 분리 배양을 통하여 만들어진 두 개의 세포주는 가톨릭세포치료사업단 세포생산시설(GMP)에서 보관 중이다. 이번 2단계 사업이 선정된 데에는 1단계 사업을 수행할 때 두 개의 세포주를 수립하고 표준공정을 확보한 연구팀의 노력과 함께, 우수하게 관리되고 있는 가톨릭세포치료사업단의 세포생산시설(GMP)이 결정적인 역할을 하였다. 즉, 2단계 사업은 3D바이오프린팅 장비를 GMP에 설치하여 GMP 안에서 바이오프린팅 기관을 제작하는 환경까지 확보되었기 때문에 가능해졌다. 이번 과제는 2017년 11월부터 3년간 총 30억원을 지원 받게 된다. 김성원 교수 연구팀은 앞으로 과제를 수행하면서 가톨릭세포치료사업단 GMP시설 내에 국내 및 세계 최초로 3D바이오프린팅 기기를 설치함으로써 3D바이오프린팅의 임상적용 가능성을 한 단계 더 앞당길 계획이다.

가톨릭마스터세포, 만성 이식편대숙주질환 환자에게 투여 완료

2011년부터 가톨릭세포치료사업단 세포생산실(GMP)에서 생산한 골수유래 중간엽줄기세포인 가톨릭마스터세포를 처음으로 사람에게 주입하였을 때, 안전한지에 대한 임상시험을 순조롭게 진행 중이다. 이는 가톨릭대학교 서울성모병원 혈액내과 조석구 교수팀의 임상연구에 세포치료사업단(이하 사업단)의 가톨릭마스터세포를 지원하여 이루어진 성과이다. 조석구 교수팀과 사업단은 스테로이드 불응성 및 진행성 만성 이식편대숙주질환 환자를 대상으로 가톨릭마스터세포를 주입하는 제1상 임상시험연구를 진행 중이다. 2017년 4월부터 시작하여 현재까지 투여한 환자들에서 중대한 이상 반응이나 부작용이 나타나지 않아 가톨릭마스터세포 투여의 안전성이 확인되었다는 점은 매우 중요한 중간 결과이다. 더욱이 일부 환자들에서는 가톨릭마스터세포 투여 후 임상 증상의 뚜렷한 호전과 검사 소견의 개선이 나타났고, 더불어 삶의 질적 향상을 보여 단기적인 치료 효과가 일부 긍정적이라고 평가되고 있다. 투여 후 54주간 추적 관찰을 하면서 장기적인 안전성과 유효성을 평가할 예정이며, 면역생물학적 상세분석을 동시에 실시함으로써 학술적 가치가 있는 연구 결과를 기대하고 있다. 본 연구는 조석구 교수팀의 국가 연구과제 수주에 따른 국가 연구비 지원과 사업단의 가톨릭마스터세포 지원으로 진행되고 있다. 이 연구과제의 결과는 사업단에서 진행하는 가톨릭마스터세포의 장기 마스터플랜에 따라 그 안전성을 확인하였다는데 의미가 있다. 뿐만 아니라, 국내에서 제약회사가 아닌 대학교에서 세포치료제를 자체적으로 제조하여 임상시험을 할 수 있는 기관은 가톨릭대학교가 유일하며, 이는 교구와 연구자와 사업단의 10여년 동안의 노력의 결실이라는 점에서 매우 큰 의미가 있다. 조석구 교수는 “이번 1상 임상 연구를 성공적으로 마무리 하면, 향후 더 많은 환자를 대상으로 2상 임상단계에 진입하는 것을 목표로 하고 있다”고 말했다. 또한 사업단에서는 미션인 “난치병 치료”를 실현하기 위하여, 국책과제에 가톨릭마스터세포를 지원하는 사업을 통하여 더 많은 적응증에 대한 가톨릭마스터세포의 안전성과 유효성을 확보해 나갈 예정이다.

만성 난치성 건병증 자가혈소판 풍부혈장 주입술 제한적 신의료기술 연구 마무리 중

서울성모병원 재활의학과 고영진 교수

상과염은 30-50대에서 높은 빈도로 나타나는 주관절 통증의 주요한 원인으로, 퇴행성 변화, 완관절의 반복적인 과사용 등에 의해 발생하는 것으로 알려져 있으며, 통증이 쉽게 재발하는 경향이 있다. 또한 족저근막염은 후족부 통증의 가장 흔한 원인으로, 족저근막의 과도한 사용으로 인해 발바닥에 있는 근육을 둘러싸는 두꺼운 근막에 염증 및 퇴행성 변화가 발생하며, 발병 시 족부 통증으로 인해 보행이 어려울 수 있다. 이 질환들은 발병 시 일차적으로 약물치료, 물리치료, 운동치료 등을 시행하지만, 이에 반응하지 않고 만성으로 진행되는 경우 완치가 어려운 것으로 알려져 있다. 최근 연구에 의하면 정상 조직에서 분비되는 다양한 growth factor가 손상된 조직의 치유에 중요한 역할을 한다고 알려져 있으며, 자가혈소판 풍부혈장(PRP)의 혈소판 내 α granule에는 성장인자의 농도가 일반 혈장의 3-5배 정도로 풍부하게 포함되어 있어 PRP가 상처치유를 촉진하는데 효과적일 것으로 예측되었다. 만성 외측 상과염에서 PRP를 이용한 치료에 대해 최근에 보고된 3개의 논문을 보면, 각각의 연구에서 steroid, 자가 전혈, 부피바케인(bupivacaine)을 주사하였을 경우와 PRP를 주사하였을 경우의 치료효과를 비교하여 PRP 치료 효과를 증명하였으며, 족저근막염에서도 PRP를 주사한 경우와 스테로이드 주사/증식치료를 시행한 경우를 2개의 대조군 연구, 1개의 후향적 연구로 비교하였을 때 3개의 연구에서 모두 PRP의 효과가 입증되었다. 그러나 이와 같은 PRP의 잠재적인 유용성에도 불구하고 현재까지 상과염 및 족저근막염의 PRP 치료에 대한 보고 및 전향적 연구가 부족한 상태로 적절한 PRP 용량, 제조 방법, 통증 및 기능적 효과에 대한 연구의 필요성이 요구되는 실정이다. 2013년 11월 보건복지부는 제한적 신의료기술 평가 및 실시에 관한 규정을 입법예고 하였고, 대체기술이 없거나 희귀질환 치료법 등 의료현장에서 환자들의 치료를 위해 사용할 필요성이 높음에도 환자 수가 적은 등의 이유로 의학적 근거 마련이 어려워 의료 현장 도입이 늦어지는 의료기술을 제도적으로 보완하여 사용할 수 있도록 지원하는 ‘한시적 신의료기술 평가’를 신청할 수 있도록 하였다. 2014년 6월 고영진 교수팀은 “자가 혈소판 풍부 혈장 치료술”의 제한적 의료 기술 과제를 수주하여 5개 대학병원(서울성모병원, 분당차병원, 삼성서울병원, 강남성심병원, 조선대학교병원)이 참여, 현재까지 만성 족저근막염 및 외측/내측 상과염 환자에서 자가 혈소판 풍부 혈장 치료에 대한 안정성과 유효성 평가를 위한 임상연구를 진행 중이다. 대증적인 치료에도 증상이 3개월 이상 지속되는 족저근막염 및 상과염 환자를 대상으로 PRP 투여에 동의한 경우 혈액을 채취한 후 원심분리를 시행하여 혈장의 가장 아래층 PRP 부분을 통증 부위에 주사하고, 인체유래물연구에 동의한 경우 일부 검체를 성분분석에 이용하게 된다. 세포치료센터에는 채혈 및 원심분리기, 후드가 위치한 독립 공간이 마련되어 있으며, 이를 이용하여 대상자의 혈액을 채취한 후 바로 원심분리를 시행하고, 진료실에서 PRP를 주사하는 시술을 ONE STOP으로 진행하고 있다. 현재까지의 연구 진행사항은 각 군별로 상과염 58명, 족저근막염 54명이 등록하였고, 이 중 각각 44명, 33명이 PRP 시술을 받았으며, 3개월 시점에서 통증 및 기능평가, 초음파 검사를 시행하여 유효성을 평가하였다. 연구는 최종적으로 2018년 9월 종료될 예정이며, PRP 치료의 안전성 및 유효성에 대한 분석 결과를 바탕으로 향후 자가혈소판 풍부혈장 치료술에 대한 표준진료 방침을 결정할 예정이다. 최근 1차 제한적 의료기술의 시술기간이 종료됨에 따라 지난 11월 27일 한국보건의료연구원에서 제한적 의료기술 사례 발표회를 개최하여 참여 실시책임의사들의 경험을 나누고 향후 발전전략을 모색하기 위한 시간을 가졌다. 제한적 의료기술에 대한 관심은 증가하고 있으나 준비 과정과 시행에 관한 정보 부족으로 활성화가 되지 않는 점에 대해 공감하였고, 사례 발표회를 통하여 실례를 공유함으로써 앞으로 제한적 의료기술 평가가 활성화 될 것으로 기대된다.

스웨덴 카롤린스카 연구소(Karolinska Institute) 단기연수 수기

가톨릭세포치료사업단 선임 서선희

가톨릭세포치료사업단에서는 골수유래 중간엽줄기세포인 가톨릭마스터세포(가톨릭세포치료사업단 세포생산실에서 생산)를 확립하고, 이렇게 확립된 가톨릭마스터세포를 이용하여 임상시험을 성공적으로 수행 중이다. 이에 더하여 사업단에서는 중간엽줄기세포의 또 하나의 원료로서 태반을 이용한 중간엽줄기세포 배양법을 배울 기회를 가지게 되었다. 스웨덴 스톡홀름에 있는 카롤린스카 연구소 Olle Ringden 교수로부터 초청을 받아 조석구 교수(서울성모병원 혈액내과), 김나연 박사(가톨릭대학교 중개의학분자영상연구소), 그리고 필자가 2017년 11월 13일부터 약 1주간 “태반의 탈락막을 이용한 MSC 분리 배양 방법” 연수를 마치고 돌아왔다.

카롤린스카 연구소의 Olle Ringden 교수는 치료적 면역학(Therapeutic Immunology) 연구소장으로 환자 또는 적절한 기증자의 세포를 치료제로 활용하여 면역반응 조절, 염증치료, 조직 복원 및 재생하는 치료방법을 새로운 면역요법으로 적용하기 위해 꾸준한 노력을 해온 연구팀을 이끌고 있다. 대표 업적으로는 동종조혈모세포이식 후 흔하게 발생하는 급성이식편대숙주질환(graft-versus-host disease; GVHD)의 치료를 위해 성체중간엽줄기세포(mesenchymal stem cells; MSCs)를 최초로 사용하여 성공적인 임상성과를 거두었으며, 그 이후에는 유럽 전체를 대상으로 다기관 임상연구를 진행한 바 있다. 또한 급성 GVHD 뿐만 아니라 만성 GVHD, 급성 간 손상, 급성 호흡곤란 증후군, 골형성부전증, 출혈성방광염과 같은 다양한 이식 후 합병증 및 면역질환을 대상으로 세계 최초로 MSC를 이용하여 치료하였다. 최근에는 태반의 탈락막을 이용하여 MSC를 개발하고 세계 최초로 환자에게 주입한바 있으며, 태반유래 MSC를 이용한 임상시험결과를 향상시키기 위한 연구를 지속적으로 수행하고 있다.

연수 기간 동안, 카롤린스카 연구소에서 MSC를 이용한 임상시험 결과 및 다국가 및 다기관 임상시험 프로토콜에 관하여 논의 하는 시간을 가졌으며, 카롤린스카 연구소의 Behnam Sadeghi 교수로부터 태반유래 중간엽줄기세포의 우수성에 대한 열정적인 설명을 들을 수 있었다. 또한 그가 직접 태반으로부터 탈락막을 떼어내어 MSC를 분리하는 방법을 보여주었고 직접 실습까지 해 볼 수 있었다. 탈락막은 태반의 가장 바깥에 위치하는 막으로써 흐느적거리는 얇은 막인데, 상당수의 세포를 획득할 수 있는 규모가 큰 조직이었다. 트립신을 이용하여 세포를 분리하는 시간은 매우 길었으나, 비교적 쉽게 분리배양 할 수 있는 방법이었다. 탈락막유래 MSC는 세포의 증식능력이 탁월하여 1회의 탈락막 분리로 여러 명의 임상시험이 가능할 만큼 많은 양의 세포를 얻을 수 있다는 것도 놀라웠다.

짧은 기간이었지만 이번 연수를 통하여 골수 이외 다른 원료인 태반을 이용하여 중간엽줄기세포를 얻는 방법을 습득할 수 있었고, 멀리 스웨덴의 줄기세포 연구소의 앞선 분위기를 체험할 수 있는 좋은 기회였다. 스웨덴 카롤린스카 연구소 단기 연수를 통해 가톨릭마스터세포의 새로운 원료로 태반의 활용 가능성을 기대해 본다.

표1. 가톨릭세포치료사업단 연도별 품질분석 건수

가톨릭 유도만능 줄기세포 연구소 주최- 유도만능줄기세포 국제 심포지엄 (2017 2nd Catholic iPSC International Symposium) 개최

가톨릭대학교 서울성모병원 유도만능줄기세포 센터 (센터장 주지현 교수) 가 유도만능 줄기세포 국제 심포지엄 (2017 2nd Catholic iPSC International Symposium) 을 개최했다. 가톨릭대학교 의과대학 류마티스내과와 유도만능줄기세포 연구소가 주최하고, 가톨릭내과연구진흥회, 보건산업진흥원, 가톨릭세포치료사업단이 후원한 이번 국제 심포지엄은 유도만능줄기세포의 platform과 Clinical application, Translation 3개의 세션으로 나뉘어 진행되었다. 국립 보건원의 김정현 박사, 서울대학교의 김빛내리 교수, 연세대학교의 김형범 교수, 포항공대의 장진아 교수, 가톨릭의대의 오일환 교수, 김호연 교수, 양철우 교수, 이주하 교수가 참석하여 자리를 빛내 주었으며, 150여명의 국내외 참석자들로 성황리에 심포지엄을 마칠 수 있었다. 특히 유도만능줄기세포의 세계적 선두그룹인 RIKEN에 마사요 다카하시(Masayo Takahasi)교수, 교토대학(Kyoto University)의 준야 토구시다(Junya Toguchida)교수, 준 다카하시(Jun Takahashi)교수는 유도만능줄기세포로 노벨상을 수상한 야마나카(Yamanaka)교수가 소속되어 있는 세계적 선두그룹(CiRA)의 최신 연구와 동향에 대하여 소개하고 설명하는 시간을 가졌다. 가톨릭대학교 유도만능줄기세포 센터장 주지현 교수는 “이번 국제심포지엄이 유도만능줄기세포를 이용한 임상적용분야(Clinical Application)의 새로운 기회의 장으로 뻗어나가길 기원하며 유도만능줄기세포의 세계적 선두그룹인 CiRA와 지속적인 심포지엄을 통하여 유도만능줄기세포 분야의 새로운 가능성들을 만들어가겠다.”고 소감을 전했다.

서울시 서초구 반포대로 222 가톨릭중앙의료원 의생명산업연구원 기톨릭세포치료사업단

이비인후과 김성원교수 “3D바이오프린팅 기관(trachea) 개발 연구”에 30억 과제 수주

가톨릭마스터세포, 만성 이식편대숙주질환 환자에게 투여 완료

만성 난치성 건병증 자가혈소판 풍부혈장 주입술 제한적 신의료기술 연구 마무리 중

스웨덴 카롤린스카 연구소(Karolinska Institute) 단기연수 수기

가톨릭세포치료사업단 새 임원진 구성

제12회 생명의 신비상 생명과학분야, 조동우교수와 구본경교수에게 돌아가

가톨릭 유도만능 줄기세포 연구소 주최- 유도만능줄기세포 국제 심포지엄 (2017 2nd Catholic iPSC International Symposium) 개최

가톨릭세포치료사업단 “관절 연골 재생을 위한 줄기세포치료 연구회” 연구클러스터 팀, 제6회 재생의료 및 세포치료 세미나 개최