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암 치료를 위한 유전자 변형 면역 세포

저자 : 하자인 (서울대학교)

요약문

키메라 항원 수용체 (CAR) T 세포는 유전자 변형 면역 세포가 새로운 종류의 강력한 암 치료제로 활용될 수 있음을 입증했다. 임상 시험은 광범위하고 다양한 종양 치료에서 유전자 변형 T 세포가 안전하고 효과적인 플랫폼이 되기 위해 충족해야 할 주요 과제를 정리하는 데 도움이 되었다. 세포 공학을 위한 합성 생물학 접근법의 출현은 면역 세포 프로그래밍에 필요한 도구를 제공했다. 이 리뷰에서는 이러한 도구를 사용하여 스마트 T 세포를 이용한 차세대 정밀 치료법의 설계 방법에 대해 논의한다.

본 자료는 The Principles of Engineering Immune Cells to Treat Cancer. Cell. 2017; 168(4):724-740.의 논문을 한글로 번역, 요약한 자료입니다.

목차

1. 서론
2. 살아있는 치료제는 복잡한 감지 및 응답 기능을 독자적으로 수행 가능하다
3. 유전자 변형 T 세포는 의학과 과학의 다양한 영역의 통합을 나타낸다
4. T 세포 치료 경험
  4.1 종양 침윤 림프구
  4.2 CD19 CAR T 세포: 성공 사례
  4.3 CD19 CAR T 세포: 남아있는 문제

5. 고형 종양
  5.1 자연 T 세포를 가진 고형 종양: 지금까지의 면역 치료법
  5.2 유전자 변형 T 세포 시험
  5.3 교차 반응 독성
  5.4 비 CD19 CAR 유전자 변형 T 세포
  5.5 고형 종양 치료법 전망

6. 세포 치료법의 다차원적 도전 과제
  6.1 추적
  6.2 종양 인식과 방관자 구별
  6.3 증식과 지속성
  6.4 억압적 미세 환경 극복
  6.5 제어 메커니즘

7. 인식 향상: 새로운 수용체 및 인식 프로그램
  7.1 AND 게이트 회로: 다중 항원 조합 인식
  7.2 NOT 게이트 회로: 정상 세포 항원에 대한 음성 차별
  7.3 OR 게이트 회로 및 이중 항원 타겟팅 CAR

 8. 증식과 지속성
  8.1 보조 자극 도메인의 통합
  8.2 T 세포 고갈 조절

9. 미세 환경 개조
  9.1 검문 억제제 조합 치료법
  9.2 미세 환경 개조 능력 보유한 T 세포

10. 치료용 T 세포의 제어 시스템 강화
  10.1 자살/제거 스위치
  10.2 약물 제어 ON 스위치 CAR
   10.3 어댑터 매개 CAR
   10.4 피드백 제어

11. 결론: 정밀 의학의 면역 세포 치료 전망!

1. 서론

 유전자 변형 T 세포(engineered T cell)의 출현은 암과 같은 복잡한 질병에 대한 대처 방법을 제공함으로써 의학의 새로운 시대를 열었다. 지난 몇 년 동안 B 세포 암을 인지하는 유전자 변형 T 세포를 사용한 급성/만성 백혈병 대상 임상 시험에서 높은 반응률(70~90%)과 반응 지속성을 확인할 수 있었다. T 세포를 이용한 방법은 암 치료에 혁명을 일으킬 태세지만 동시에 안전성, 표적 독성, 저항성과 같은 점들로 인해 여전히 의심쩍은 시선을 받고 있다. 또한 고형 종양에 대한 임상 효험의 명확한 논증도 필요하다. 제기된 문제점들에 대한 효능 검증이 궁극적으로 이 새로운 방법이 암과의 광범위한 전쟁에서 얼마나 효과적으로 작용할 수 있는지 결정할 것이다.

2. 살아있는 치료제는 복잡한 감지 및 응답 기능을 독자적으로 수행 가능하다

 유전자 변형 T 세포 치료법을 가장 혁신적으로 만드는 것은 살아있는 세포를 치료 플랫폼으로 사용하는 개념이다. 살아있는 세포는 지능형 감지 및 반응 행동을 할 수 있다는 점에서 저분자 또는 항체와 같은 비생산적인 플랫폼과 근본적으로 다르다. 동시에, 이러한 세포 장치는 조작하거나 제조하고 제어하기가 더 어렵다. 복잡한 감지-반응을 수행할 수 있는 살아있는 플랫폼과 이러한 행동을 유전적으로 재프로그램할 수 있는 능력을 결합한다면 파괴적인 치료 잠재력을 창출할 수 있다.

3. 유전자 변형 T 세포는 의학과 과학의 다양한 영역의 통합을 나타낸다

 유전자 변형 T 세포 요법은 다양한 의학 분야와 기초 과학의 융합을 대표한다. 이 새로운 접근 방식은 역사가 깊은 세 가지의 치료 전략 개념을 결합한다. 우선 변형된 항체는 질병 진단 및 치료의 표준 플랫폼으로 주로 표적 단백질의 활성을 막거나 독성 대상을 표적하는 데 주로 사용되어 왔다. 호스트 면역계를 각성시키기 위해 다양한 방법을 사용하는 백신 예방 접종은 오랫동안 복잡한 면역 반응을 일으키는 효과를 보여주었다. 마지막으로, 이식은 살아있는 치료 플랫폼(세포 또는 기관)을 이용하는 패러다임을 수립했다.

오늘날, 우리는 이러한 다양한 치료 전략을 종합하여 보다 효과적인 세포 치료 플랫폼을 구축할 수 있게 되었다. 암과 같은 복잡한 질병에 효과적으로 대처하기 위해서는 정교한 인지 및 반응 행동을 보이는 맞춤형 세포 조절 회로를 만들어야 한다. 새로운 합성 생물학 분야는 이와 같은 회로를 체계적으로 설계하기 위한 구성 요소 및 기술을 제공한다.

...................(계속)

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