바이오스펙테이터

박지훈 테라이뮨 COO

자가면역질환 치료로 Treg 이용하는 접근법의 가능성과 숙제...테라이뮨의 CAR-Treg 기술의 차별성 소개

아토피 피부염, 류마티스 관절염 및 혈우병은 우리에게 잘 알려진 친숙한 질병들이다. 그러나 자가면역질환의 질병으로는 잘 알려져 있지 않다. 우리의 몸속 면역체계는 완벽한 듯 보이지만 실상 많은 오류들이 있다. 자가면역질환은 체내 면역계의 이상으로 발병한다. 정상적인 인체 면역반응은 면역계가 외부 병원체만을 인식 및 공격하여 우리 몸을 보호한다. 면역 체계 이상으로 외부 병원체 뿐만 아니라 우리 몸까지 공격하는 오류가 발생하는 경우, 이를 자가면역이라고 하며 이때 발생하는 질병을 자가면역질환이라고 한다.

주요 발병 원인은 유전적 인자, 환경, 성별, 환경적 요인 등 다양하게 있지만, 아직까지 뚜렷한 원인은 밝혀져 있지 않다. 또한 미국 자가면역질환협회(AARDA)에 따르면, 자가면역질환의 초기 증상이 대부분 모호하고 불규칙하여 미국에서는 환자가 자가면역질환이라는 판정을 받기까지 대략 3.5년이라는 시간이 소요된다. 약 45%의 환자는 진단의 초기 단계를 놓치고 있는 실정이다.

미국 국립보건원(NIH) 통계에 따르면, 미국 내 230만 명 이상이 고통받고 있는 이 자가면역질환의 종류는 표적 기관이나 병인에 따라서 다양하게 분류되며, 잘 알려진 질병인 아토피 피부염, 혈우병을 포함하여 그 종류가 80여 종에 이를 정도로 다양하지만, 질병의 원인들은 유사하다. 따라서 한가지 자가면역질환의 치료제를 개발할 수 있다면 연관된 또 다른 종류의 자가면역질환에도 효과가 있을 개연성이 높다.

새로운 자가면역질환 치료제?

현재 기술로는 자가면역질환 병인 자체를 완치할 수 있는 치료제가 없어 통증이나 염증 등 그 증상만을 완화하는 방식의 치료만 이루어지고 있다.

현재까지 개발 단계의 자가면역질환 치료기술 중 그 원인이 된다고 알려진 특정 단백질을 인지하는 수용체 CAR(Chimeric antigen receptor)를 가진 Treg, ‘CAR-Treg’을 이용한 치료기술이 기존 기술보다도 높은 효능 및 약물 안전성을 기대할 수 있는 가장 앞서가는 치료제의 하나로 눈길을 끌고 있다.

조절 T세포(regulatory T cell, Treg)는 병원균을 죽이는 T세포(effector T cell)의 과잉면역으로 신체를 공격할 경우 이를 억제하여 면역계의 항상성을 유지한다. 만약 몸속 Treg의 수가 정상인보다 적으면 과잉 면역반응이 억제되지 않아서 자가면역질환이 발생한다. 따라서, Treg의 면역억제 기능을 강화한 뒤 배양하여 자가면역질환 환자에게 주입하게 되면 면역체계의 불균형을 회복시킬 수 있다는 컨셉이다.

Treg 세포치료제의 임상시험은 2010년에 들어서며 본격적으로 시작되었다. 현재 CAR-Treg 기술은 전세계적으로 유명 바이오 업체인 Sangamo와 스타트업인 Quell, Sonoma 등이 연구개발에 참여하고 있지만, 연구를 진행하기 위한 충분한 양의 Treg을 배양해내지 못하는 점이 연구 진행의 발목을 잡는 요인으로 꼽을 수 있다.

사람의 몸속에 존재하는 면역 세포 중 하나인 Treg은 전체 T세포군 중 평균 2~3%에 달한다. 그러나 분리와 배양이 까다롭고, 배양에 성공한다고 해도 본래의 성질을 잃어버리는 경우가 대다수이며, T세포군에서 Treg만 선택적으로 선별하여 증식시키기 어렵기 때문에 Treg을 세포치료에 적용 시 환자에게 투여 가능한 충분한 수를 얻어내는 생산공정에 있어 어려움이 있다.

테라이뮨, Treg 증식기술의 차별성?

이러한 한계점에 맞서 Treg 세포치료제 개발에 나선 테라이뮨(Teraimmune. Inc.)이 있다. 테라이뮨은 지난 2016년 미국 메릴랜드에 설립된 회사로, Treg 증식 기술인 TREGable™과 TREGing™을 보유하고 있으며, 안정적인 고순도 Treg 배양기술로 차별화를 두고 있다. 이 기술은 미국 국립보건원(NIH)에 특허등록이 되어 있으며 테라이뮨에 특허 실시권을 이전하였다.

TREGable™ 기술이란 몸 속에서 자연적으로 존재하는 조절 T세포 (natural Treg, nTreg)를 본래의 성질을 잃지 않으면서 가능한 많은 수의 세포를 배양시킬 수 있는 기술을 말한다. 그리고 TREGing™ 기술은 조절 T세포가 아닌 미접촉 T세포(naive T cell)를 nTreg 과 동일한 면역억제 기능을 가진 ‘유도 조절 T세포(induced Treg, iTreg)'로 만들어내는 기술이다. 이 TREGing™ 기술과 TREGable™ 기술이 합해진다면 면역억제 기능을 유지하고 있는 다량의 Treg의 생산이 가능하게 된다.

테라이뮨은 이와 같은 특허기술을 이용하여 자가면역질환 환자에게서 혈액을 채취하여 Treg을 분리, 공정, 배양한 뒤 다시 환자에게 혈액을 주입하는 방식으로 CAR-Treg치료제를 연구 개발 중이다.

자가면역질환 치료제 시장 현황은

미국 한 시장조사 전문매체인 Research And Markets에 따르면 자가면역치료제는 2017년 기준 1090억 달러 규모의 시장을 형성하고 있다. 2025년에는 1530억 달러까지 지속적인 성장이 예측된다. 전세계 200만명이 겪고 있는 류마티스 관절염은 현재 230억 달러 정도의 치료제 시장을 형성하고 있으며 2025년에는 약 400억 달러로 증가될 것이라 예측하고 있다. 또한 자가면역질환으로서 전 세계 25만명이 겪고 있는 다발성경화증의 치료 시장은 현재 250억 달러이며 2027년 약 400억 달러로 성장이 예상된다.

현재 Treg 시장에서 주목받는 미국 회사 Sonoma의 경우, 2020년 9월 Treg 개발연구를 중점으로 770억원 규모의 시리즈 A 투자유치에 성공하였으며, 지난 2018년 미국 Sangamo는 Treg을 이용한 이식편대숙주병(Graft versus host disease, GvHD) 치료제를 개발하는 프랑스 Txcell을 900억원(7200만 유로) 규모로 인수하였다.

테라이뮨, A형 혈우병 CAR-Treg..올 하반기 IND

테라이뮨은 미국정부에서 지원하는 중소기업 기술혁신 프로그램인 SBIR(Small Business Innovation Research)과 NIH의 국립심장·폐·혈액연구소(National Heart, Lung, and Blood Institute, NHLBI)에서 추진하는 세포치료제 생산 지원 프로그램인 PACT(Production Assistance for the Cellular Therapies)에 선정되어 세포 생산공정 개발서비스를 지원받았으며, 이를 활용해 GMP 생산기관인 모핏암센터(Moffitt Cancer Center)에서 Treg 세포를 이용한 내성항체를 가진 A형 혈우병 치료제 임상 시료 생산을 진행 중이다.

또한 자가면역질환인 다발성 경화증, 아토피 등에 대한 질병 특이적인 Treg 세포치료제 개발 뿐 아니라 Treg세포를 이용하여 이종간 장기이식 시 발생하는 과잉 면역반응을 억제하는 연구도 함께 진행중이다. 현재 각 분야별 뛰어난 전문 인력들을 대폭 충원하며 연구개발을 진행하고 있는 테라이뮨은 올해 하반기 첫 번째 파이프라인인 A형 혈우병에 대한 임상시험계획(IND) 신청을 진행할 예정이다.