By Yifan Chen, MD, PhD, Medical Director, Novotech
Yifan Chen 박사는 노보텍의 Medical Director로, 종양학, 혈액학, 첨단 치료 분야 전반에서 임상 개발과 임상 적용을 위한 연구에 대한 폭넓은 경험을 보유하고 있습니다. 차세대 의료 분야에서 연구 성과를 환자 치료로 연결하는 데 주력하고 있습니다.
CAR(키메라 항원 수용체, Chimeric Antigen Receptor) T세포 치료는 암 치료에서 면역세포 기반 치료의 가능성을 근본적으로 바꿔 놓았습니다. 초기 CAR-T 치료는 적절한 타깃과 질환 조건에서 혈액암 환자에게 강력하고 지속적인 치료 효과를 제공할 수 있음을 입증했습니다.
그러나 이제 논의의 초점은 달라졌습니다. 현재 CAR 기술에서 가장 중요한 질문은 “얼마나 정밀하게 제어할 수 있는가”입니다. 차세대 CAR 치료의 핵심 과제는 기존 성과를 넘어 고형암과 비종양 질환으로 적용 범위를 확장하는 동시에, 실제 임상 환경에서 안정적으로 운영 가능한 치료 플랫폼으로 발전할 수 있는지에 있습니다. 여기에는 임상시험 수행 가능성, 규제 수용성, 보험급여 체계까지 포함됩니다.
최근에는 기대감보다 실행 가능성에 대한 논의가 더욱 중요해지고 있습니다. 환자를 얼마나 빠르게 치료할 수 있는지, 다양한 임상시험 기관에서 일관된 결과를 도출할 수 있는지, 특정 기관에 의존하지 않고 확장 가능한 구조인지가 핵심 평가 기준으로 자리 잡고 있습니다.
차세대 CAR를 정의하는 현실적 과제
CAR 치료제의 발전 방향은 이미 명확해지고 있습니다. 문제는 새로운 기술이 아니라, 현실에서 해결해야 할 과제입니다.
주요 과제는 다음과 같습니다.
- 사이토카인 관련 독성을 포함한 안전성 개선
- 면역억제적인 종양 미세환경과 제한적인 표적 항원을 가진 고형암에 대한 접근
- 항원 회피(antigen escape) 및 T세포 탈진(T-cell exhaustion)에 따른 지속성 한계 극복
- 복잡한 제조 및 물류 구조를 단순화하여 개발 효율성 향상
이제 차세대 CAR 치료제는 단순한 전임상 데이터로 정의되지 않습니다. 이러한 과제 중 하나 이상을 실제 임상 환경에서 일관되게 개선할 수 있는지가 핵심 평가 기준이 되고 있습니다.
인비보 CAR: 치료 방식 자체의 변화
인비보(in vivo) CAR는 현재 가장 주목받는 접근법 중 하나로, 단순히 새로운 치료 옵션이 아니라 치료 전달 방식 자체를 재정의하는 전략입니다.
기존 CAR-T 치료는 환자의 세포를 채취해 체외(ex vivo)에서 조작한 뒤 다시 주입하는 구조였습니다. 반면, 인비보 CAR는 환자 체내에서 직접 면역세포에 CAR 발현을 유도합니다. 이 접근이 안정적으로 구현된다면, 치료까지 걸리는 시간을 단축하고 제조 및 물류 과정에서 발생하는 병목을 크게 줄일 수 있습니다.
하지만 동시에 해결해야 할 핵심 과제도 명확합니다. 전달체는 체내 어디에서 작용하는가? 비표적 세포에서의 발현은 어떻게 최소화할 것인가? CAR 발현은 얼마나 정밀하게, 그리고 얼마나 지속적으로 제어할 수 있는가? 반복 투여 시 면역 반응은 어떻게 관리할 것인가? 결국 인비보 CAR의 성공 여부는 구조의 단순성이 아니라, 정밀한 제어 가능성에 달려 있습니다.
비바이러스 기반 전달 기술, 특히 mRNA 또는 DNA를 운반하는 지질 나노입자(LNP)는 설계 유연성과 확장성 측면에서 빠르게 주목받고 있습니다. 바이러스 벡터 역시 여전히 중요한 역할을 하고 있지만, 인비보 환경에서는 반복 투여, 면역 반응, 비용 측면에서 새로운 제약이 존재합니다. 향후 중요한 전환점은 전신 투여를 통해 면역세포를 안정적으로 재프로그래밍하면서도 허용 가능한 안전성을 입증하는 임상 데이터가 확보되는 시점이 될 것입니다. 이러한 근거가 축적되면, 인비보 CAR는 개념을 넘어 실질적인 임상 개발 전략으로 자리 잡게 될 것입니다.
자가면역 질환으로의 확장
CAR 기술의 확장성을 가장 잘 보여주는 영역 중 하나는 자가면역 질환입니다.
기존 치료법이 면역 반응을 억제하거나 조절하는 데 초점을 맞춰 왔다면, CAR 기반 접근은 보다 근본적인 수준에서 면역 체계를 재구성하는 가능성을 제시합니다. 특히 병원성 B세포를 선택적으로 제거하는 전략은 이후 정상적인 면역 기능 회복으로 이어질 수 있는 잠재력을 갖고 있습니다.
이 접근이 실제 치료 옵션으로 자리 잡기 위해서는 두 가지가 입증되어야 합니다.
- 충분한 강도의 치료 효과
- 단기 반응을 넘어서는 지속성
또한 자가면역 질환은 종양학과 전혀 다른 평가 기준을 요구합니다. 위험-편익 구조, 질환 특성, 장기 안전성에 대한 기대치가 다르기 때문에, 임상 개발 초기 단계부터 이러한 차이를 반영해야 합니다. 사후적으로 보완하는 방식으로는 한계가 있습니다.
T세포를 넘어: 플랫폼으로 확장되는 CAR
CAR-T는 앞으로도 핵심적인 치료 전략으로 남겠지만, 그것만으로는 충분하지 않습니다.
CAR 기술은 이제 NK 세포, 대식세포, 수지상세포, 조절 T세포 등 다양한 면역세포로 확장되고 있으며, 이미 개념 검증을 넘어 실제 개발 단계에 진입하고 있습니다. 각 세포 유형은 서로 다른 특성을 가지며, 안전성 프로파일, 조직 접근성, 질환 생물학적 특성과의 적합성 측면에서 고유한 장점과 한계를 보입니다.
전략적으로 CAR는 이제 단일 치료 방식이 아니라, 다양한 상황에 맞춰 선택적으로 활용되는 플랫폼(toolkit)으로 진화하고 있습니다. 핵심은 적응증, 환자군, 그리고 실제 임상 운영 환경에 맞춰 어떤 면역세포를 선택할 것인가입니다.
정교한 타깃팅과 로직 기반 설계
고형암에서는 단일 타깃 접근만으로는 의미 있는 치료 효과를 확보하기 어렵습니다. 이러한 한계를 고려할 때, 로직 게이팅(logic gating)을 적용한 CAR 설계는 더 이상 선택이 아닌 필수적인 전략으로 자리 잡고 있습니다.
AND, OR, NOT과 같은 로직을 수용체 또는 유전자 회로 수준에 적용함으로써, 특정 항원 조합이 존재할 때에만 CAR가 활성화되도록 설계할 수 있습니다. 이 접근은 다중 타깃 전략과 결합되어 안전성과 항원 이질성 문제를 동시에 관리할 수 있는 가능성을 제공합니다. 물론 완전한 해결책은 아니지만, “단일 항원에 의존하는 접근”에서 벗어나기 위한 중요한 진전입니다.
현실적인 실행 전략의 중요성
최근 분명하게 나타나는 변화는, 운영 측면의 실행 가능성이 초기 플랫폼 선택 단계부터 핵심 기준으로 작용하고 있다는 점입니다.
연구팀들은 이제 임상시험 기관이 실제로 수행 가능한 범위, 운영 프로세스가 실제 환경에서 어떻게 작동하는지, 그리고 소수의 전문 기관을 넘어 확장될 경우 어떤 문제가 발생할 수 있는지를 보다 구체적으로 검토하고 있습니다. 또한 비용은 단순한 절감 요소가 아니라, 해당 치료가 실제 진료 환경에서 얼마나 널리 적용되고 지속 가능할 수 있는지를 결정하는 핵심 요소로, 초기 단계부터 중요한 변수로 다뤄지고 있습니다.
인비보 CAR가 임상적으로 그 가능성을 입증하게 된다면, 보다 단순화된 운영 구조를 통해, 즉 절차 간 연결이 줄어들고 오류 발생 가능성이 낮아지는 구조를 기반으로 세포 치료의 비용 구조에도 의미 있는 변화가 나타날 수 있습니다.
핵심 인사이트
저는 과학과 실행이 만나는 지점에서 다양한 프로젝트를 경험해 왔으며, 그 과정에서 유망한 개발 프로그램이 계획대로 진행되기도 하고 그렇지 못하기도 하는 사례를 반복적으로 확인해 왔습니다.
노보텍은 세계 최초의 인비보 CAR 임상시험을 지원했으며, 유전자 치료와 유전자 변형 세포 치료를 포함해 100건 이상의 첨단 치료 연구를 수행해 왔습니다. 이러한 경험의 일부는 다음 보고서에 담겨 있습니다. How In Vivo CAR-T May Reshape Cell Therapy Economics
이러한 프로젝트들은 큰 가능성을 보여주는 동시에, 무엇이 성공을 좌우하는지에 대한 기준을 보다 명확하게 보여줍니다. 임상기관 준비도, 안전성 관리, 체계적인 기술 이전, 규제 요건과의 정합성은 단순한 실행 요소가 아니라, 실제로 혁신을 가능하게 하는 핵심 요소입니다.
CAR는 이제 개별적인 혁신 치료제를 넘어, 면역세포 기반 치료를 운영하는 하나의 플랫폼으로 발전하고 있습니다. 앞으로 성공하는 조직은 과감한 과학적 접근과 함께, 실제 임상 환경에서 실행 가능하고 환자 접근성과 개발 지속 가능성을 모두 고려한 플랫폼을 구축할 수 있는 곳이 될 것입니다.