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- 단클론항체, 암에 대한 많은 항체 요법이 들어오는 곳
- 항체 제제는 다양한 방식으로 암세포를 무력화시킬 수 있다.
- 암세포 자체를 항체 공장으로 전환, 2021년 유방암에 걸린 쥐에서 이 방식 테스트 성공
- 동물 실험에서만 테스트되었으며 인간에 대한 임상 연구는 아직 보류 중

항체로 종양에 대해 직접 공격

항체는 우리 면역 체계의 독창적인 특허다. 이 작은 단백질 분자는 빠르게 대량 생산될 수 있으며 매우 특정한 효과를 나타낸다. 자물쇠와 열쇠 원리에 따라 병원체 또는 질병 세포의 특정 표면 분자에 도킹하여 죽인다. 그러나 이에 대한 전제 조건은 면역 체계가 이전에 이러한 분자 마커를 식별하고 적절한 항체를 생산했다는 것이다. 

▲ 항체의 기본 구조 © Y_tambe/CC-by-sa 3.0

단클론항체(단 하나의 항원 결정기에만 항체 반응을 하는 순수한 항체)
이것이 바로 암에 대한 많은 항체 요법이 들어오는 곳이다. 면역 체계가 종종 종양 세포를 인식하지 못하기 때문에 자체적으로 항체를 전혀 또는 너무 적게 생성하지 않기 때문에 의사가 도움을 준다. 이를 위해 먼저 암세포 표면에서 정상 체세포와 구별되는 항원을 찾는다. 그것 때문에 암에 특이적이다. 예를 들어, 일부 유방암 종양은 HER2/neu 수용체를 과잉 생산한다.

실험실에서 이러한 암 항원에 대한 적절한 항체를 생성하기 위해 마우스는 먼저 항원으로 "백신 접종"을 한다. 그러면 면역 체계가 적절한 항체 생성 B 림프구를 형성한다. 이러한 세포 항체 공장은 세포 배양에서 증식되어 현재 소위 단클론 항체라고 하는 적절한 면역글로불린을 다량 생산한다. 그런 다음 올바른 종양 유형을 가진 암 환자는 이러한 항체를 주입으로 받을 수 있다.

독일에서 승인된 최초의 암에 대한 단일 클론 항체 중 하나는 trastuzumab(Herceptin)이다. 암세포가 표면에 HER2/neu 수용체를 가지고 있을 때 전이성 유방암에 사용된다. 이는 유방암 환자 4명 중 1명꼴이다. 항체 요법은 일반적으로 고전적인 화학 요법과 함께 시행된다. 단클론 항체는 림프종과 백혈병에도 사용된다.

BiTE: 이중 교합이 있는 항체

항체 제제는 다양한 방식으로 암세포를 무력화시킬 수 있다. 일부는 도킹을 통해 세포사멸을 유발한다. 종양 세포는 세포 자체의 자살 프로그램의 결과로 죽는다. 다른 항체는 도움을 얻는다: 그들의 자유 Fc 말단은 면역 체계의 킬러 및 스캐빈저 세포에 의해 인식되고, 그런 다음 이러한 방식으로 표시된 종양 세포를 죽인다.

▲ BiTE 항체의 구조 및 작용 원리. © Armin Kübelbeck/ CC-by-sa 3.0

이러한 이중특이성 항체의 새롭고 특히 유망한 유형은 소위 BiTE 항체((Bi-specific T-cell Engager 이중특이성 T-세포 참여자)이다. 이러한 인위적으로 생산된 분자는 두 개의 다른 단클론 항체의 가벼운 사슬과 무거운 사슬로 구성된다. 이 항체의 한쪽은 암세포의 수용체에 도킹할 수 있다. 다른 쪽은 T 세포에 결합해 세포 독성 분자를 방출하고 암세포를 죽인다. 이러한 BiTE 항체를 사용한 첫 번째 준비가 현재 임상 연구에서 테스트되고 있으며, 블리나투모맙이라는 약물은 2015년 이후 특정 림프종 및 백혈병 치료를 위해 EU에서 승인되었다.

종양에서만 활성

그러나 이러한 방식으로 면역 세포를 끌어들이는 항체에는 단점이 있다. 면역 세포는 종종 종양에 도달하기도 전에 항체의 적절한 말단에 반응한다. 이로 인해 심각한 부작용이 발생할 수 있다. 이에 대한 가능한 해결책은 2021년 TU Darmstadt의 Harald Kolmar가 이끄는 팀에서 제시했다"고 Kolmar는 설명했다.

이를 위해 연구원들은 치료용 항체의 Fc 말단을 단백질 캡으로 덮어 분자가 면역 체계에 거의 보이지 않도록 한다. 암 자체의 효소는 종양에서 이 캡을 분리하고 방어 세포가 도킹하여 활성화되도록 한다. 꺼질 수 있는 이 항체는 이미 세포 배양에서 잘 작동했으며 이제 동물 실험이 뒤따를 것이다.

▲ 바이러스 유전자 셔틀은 종양 세포(청록색)가 자신에 대한 항체(노란색)를 생성하도록 한다. © Plückthun Lab

항체 공장으로서의 종양

암세포 자체를 항체 공장으로 전환할 수도 있다. 암은 그에 대한 방어 분자를 생성한다. 취리히 대학의 Sheena Smith가 이끄는 팀은 2021년 유방암에 걸린 쥐에서 이러한 접근 방식을 성공적으로 테스트했다. SHREAD(SHielded, REtargeted Adenovirus)라는 치료법의 기본은 적절한 항체(이 경우 트라스투주맙)에 대한 유전적 청사진을 포함하는 바이러스 유전자 셔틀이다. 바이러스 표면의 특수 분자는 유전자 셔틀이 정상적인 체세포가 아닌 종양 세포에만 침투할 수 있도록 한다.

종양에 들어가면 항체 청사진이 세포 DNA에 내장되고 동시에 읽힌다. 결과적으로 암세포는 이제 스스로 트라스투주맙을 생산해 스스로를 죽인다. 큰 장점은 항체가 종양에서만 표적화된 효과를 가지며 그곳에서 높은 농도에 도달하지만 혈액 및 기타 장기에는 거의 분포하지 않는다는 것이다. 이렇게 하면 부작용이 줄어든다. 그러나 지금까지 이 치료법은 동물 실험에서만 테스트되었으며 인간에 대한 임상 연구는 아직 보류 중이다. (계속)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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