목 차

1. 서론
  1.1. CGT (Cell and Gene Therapy)의 개요
  1.2. CGT의 기술 유형과 치료 접근 방식
    1.2.1. 유전자 치료(Gene Therapy)
    1.2.2. 세포 치료(Cell Therapy)
  1.3. CGT 적용 질환군 분류
    1.3.1. 종양(암)
    1.3.2. 자가면역 질환
    1.3.3. 유전 질환
    1.3.4. 중추신경계 질환
    1.3.5. 안과 질환
    1.3.6. 피부과 질환
    1.3.7. 류마티스 질환
2. 본론
  2.1. 자가면역 질환에 대한 CGT 적용 전략
    2.1.1. 고전적인 키메라 항체 수용체 T세포(Classical CAR-T Cell Therapy)
    2.1.2. 조절 T세포(Regulatory T cells, Tregs) 기반 CGT(CAR-Treg)
    2.1.3. 키메라 자가항체 수용체 T세포(Chimeric Autoantibody Receptor T Cells, CAAR-T)
  2.2. 자가면역질환(Autoimmune Diseases)의 CGT 적용 사례
    2.2.1. 이식 관련 면역질환(Transplant-Related Immune Diseases)
    2.2.2. 과민성 면역질환(Hypersensitivity Disorders)
    2.2.3. Rheumatology Disorders(류마티스 질환군)
    2.2.4. Dermatology Disorders(피부질환군)
  2.3. 시장분석 및 상업화 이슈
    2.3.1. 시장 규모 및 전망(2024 ~ 2030)
    2.3.2. CGT 파이프라인 및 자가면역질환 적용 현황
3. 결론
4. 참고문헌


1. 서론

1.1. CGT (Cell and Gene Therapy)의 개요

세포 및 유전자 치료(Cell and Gene Therapy, CGT)는 난치성 질환의 근본 치료를 목표로 하는 차세대 치료 기술로, 기존의 증상 완화 중심 치료를 대체할 수 있는 획기적인 접근법으로 주목받고 있다. CGT는 크게 세포 치료(Cell Therapy)와 유전자 치료(Gene Therapy)로 구분되며, 그 중간 형태로 유전자 변형 세포 치료(Gene-modified Cell Therapy)가 존재한다 [1].

세포 치료는 기능이 저하된 조직이나 세포를 대체하거나 조절하기 위해 환자에게 세포를 투여하는 방식이다. 자가(autologous) 또는 동종(allogeneic)의 세포를 이용할 수 있으며, 면역 세포 또는 줄기세포를 기반으로 한 치료가 대표적이다. 이 중 유전자 변형 세포 치료는 치료 효과를 극대화하기 위해 세포를 유전적으로 조작한 뒤 환자에게 이식하는 형태이며, 대표적인 예로 CAR-T 세포 치료가 있다 [2].

유전자 치료는 특정 유전자를 주입, 억제, 또는 편집하여 세포 기능을 교정하는 전략으로, 체외에서 세포를 조작한 후 이식하는 ex vivo 방식과 체내에서 직접 유전자를 전달하는 in vivo 방식으로 구분된다. 이러한 치료 전략은 바이러스 벡터(예: AAV, lentivirus, retrovirus) 또는 비바이러스 벡터를 통해 수행되며, 최근에는 나노입자를 활용한 비바이러스 전달 기술도 활발히 개발되고 있다 [3].

특히, CAR-T 치료(Chimeric Antigen Receptor-T Cell Therapy)는 CGT 기술의 대표적인 응용 분야로, 유전적으로 변형된 T세포가 종양 항원을 특이적으로 인식하고 공격할 수 있도록 하는 방식이다. CAR는 일반적으로 항체 유래 scFv, 힌지 및 막관통 도메인, T세포 활성화를 위한 신호 전달 도메인(CD3ζ 및 보조 자극 도메인)으로 구성된다. CAR의 구조와 기능적 설계에 따라 1세대부터 5세대까지 발전해 왔으며, 최근에는 사이토카인 수용체 신호를 포함한 5세대 CAR까지 연구되고 있다. [4]

CAR-T 치료의 적용은 초기에는 자가 유래 T세포를 기반으로 하였으나, 고비용 및 제조 지연 문제를 해결하기 위해 동종 유래(off-the-shelf) CAR-T 세포 개발이 주목받고 있다. 이러한 범용 CAR-T 세포는 CRISPR-Cas9 등 유전자 편집 기술을 활용해 T세포 수용체(TCR) 및 β2-microglobulin 유전자를 제거함으로써 이식편대숙주병(GVHD) 및 거부 반응을 최소화할 수 있다. 또한, 면역 관문 분자(PD-1, CTLA-4 등)를 제거함으로써 항암 활성을 극대화할 수 있다 [2].

CRISPR-Cas9 기술은 단순한 유전자 제거(knockout)를 넘어, 특정 유전자 locus에 CAR 유전자를 정밀하게 삽입(knock-in)하거나, 다중 유전자 편집을 통해 T세포 기능을 강화하고 안전성을 높이는 데 기여하고 있다. 특히, 면역 억제 환경에 대한 저항성 강화, T-cell exhaustion 극복, 기능 지속성 향상 등의 목표 달성에 있어 CRISPR 기술은 필수적인 플랫폼으로 자리 잡고 있다 [5].

이와 같은 기술 발전은 CAR-T 세포 치료가 혈액암을 넘어 고형암, 자가면역질환, 이식 관련 면역 질환 등으로 적응증이 확대되는 데 기여하고 있다. 또한, 유전질환, 신경계 질환, 감염질환, 안과 및 피부질환 등 다양한 분야에서도 CGT의 적용이 확장되고 있으며, 졸겐스마(Zolgensma, 척수성 근위추증 유전자치료제), 럭스터나(Luxturna, 유전성 망막질환 유전자 치료제) 등의 사례는 그 임상적 가능성을 증명하였다 [6].

결과적으로, CGT는 질병의 유전적 원인에 대한 근본적 개입이 가능한 정밀의료의 정점에 위치한 기술로서, 면역세포 조작, 유전자 교정, 나노기술 융합 등의 진보를 바탕으로 미래 의학의 핵심 축으로 성장하고 있다. 다만, 고비용, 제조 공정의 복잡성, 부작용 관리, 유전자 편집의 정확성 및 전달 메커니즘의 한계 등 해결해야 할 과제도 여전히 존재한다. 그럼에도 불구하고, CGT는 치료 불가능하다고 여겨졌던 질환에 대해 새로운 치료 가능성을 제시하고 있으며, 향후 의료 환경에 구조적인 변화를 가져올 것으로 기대된다.

1.2. CGT의 기술 유형과 치료 접근 방식

세포 및 유전자 치료(CGT)는 크게 유전자 치료(gene therapy)와 세포 치료(cell therapy)로 구분되며, 이들은 각기 다른 기술 플랫폼과 전달 전략을 통해 다양한 질환에 적용되고 있다. 최근에는 두 접근을 융합한 유전자-세포 치료(gene-modified cell therapy)의 형태도 급속히 확대되고 있다. 아래는 CGT를 구성하는 대표적 기술 유형과 치료 접근 방식을 요약한 것이다 [7].

1.2.1. 유전자 치료(Gene Therapy)

유전자 치료(Gene Therapy)는 질병 치료를 위해 유전 물질을 환자의 세포에 도입하는 혁신적인 의학 분야이다. 이 유전 물질(트랜스진)은 특정 유전자의 발현을 유도하거나 억제하거나, 목표 유전자를 변형하여 질병의 근본 원인을 해결하는 것을 목표로 한다. 유전자 치료는 크게 체외(ex vivo) 유전자 전달 방식과 생체 내(in vivo) 유전자 전달 방식으로 나뉜다. 체외 방식은 환자로부터 세포를 채취하여 체외에서 유전 물질을 도입한 후 다시 환자에게 이식하는 반면, 생체 내 방식은 벡터를 통해 유전 물질을 환자의 세포에 직접 전달한다 [6].

유전자 치료는 바이러스 벡터 기반 또는 비바이러스 기반으로 구분되며, 최근에는 유전자 편집 기술(CRISPR-Cas9)의 발전과 더불어 다양한 치료제들이 개발 및 승인되고 있다. 특히 CAR-T 세포 치료와 같은 유전자 변형 세포 치료제는 혈액암을 중심으로 높은 치료 효과를 입증하며, 유전자 치료 범주에 포함되어 있다 [8]. 아래는 각기 다른 전달 방식과 적응증을 가진 유전자 치료제의 대표적인 승인 사례를 정리한 표이다 [6, 8].

1.2.2. 세포 치료(Cell Therapy)

세포 치료(Cell Therapy)는 환자 자신의 세포(자가, autologous) 또는 타인의 세포(동종, allogeneic)를 환자에게 이식하여 치료 효과를 얻는 치료 방식이다. 이 중 유전자 변형 세포 치료는 세포 내에 유전 물질(DNA 또는 RNA)을 도입하여 치료 능력을 향상시킨 형태로, 유전자 치료와의 융합 영역에 속한다. 대표적인 예로 CAR-T (Chimeric Antigen Receptor T-cell) 세포 치료가 있으며, 이는 정밀 종양 면역치료의 핵심 축으로 부상하였다.

CAR-T (Chimeric Antigen Receptor T-cell) 세포 치료는 환자의 자가 T세포를 유전적으로 조작하여 특정 암세포 항원을 인식하는 합성 수용체(CAR)를 발현시키는 방식으로, 대표적인 개인 맞춤형 세포치료법이다. 특히 혈액암을 대상으로 한 임상에서 높은 완전관해율(CR)을 보이며 세포치료 기술 발전을 선도하고 있다. CAR-T 기술은 구조적 개선 및 기능적 강화에 따라 여러 진화 단계를 거쳐 발전하고 있다 (그림 1) [9].

1세대 CARs: 항원 결합 도메인(scFv)과 T세포 수용체 신호 전달부위(CD3ζ)로 구성되어 있으나, 보조자극 신호가 없어 T세포 활성이 미약하고 in vivo 지속성도 낮았다. 이에 따라 초기 연구 단계에서 제한적으로 활용되었다.

2세대 CARs: CD3ζ에 CD28 또는 4-1BB(CD137) 중 하나의 보조자극 도메인을 추가하여 T세포 활성, 증식 및 생존력이 향상되었다. 현재 임상에서 가장 널리 사용되는 구조로, Yescarta, Kymriah 등 대부분의 상용 CAR-T 제품이 이에 해당한다.

3세대 CARs: 두 개 이상의 보조자극 도메인(CD28 + 4-1BB, 또는 CD28 + OX40 등)을 포함하여 T세포의 반응성과 지속력을 한층 더 강화하였으며, 일부 고형암 모델에서 탐색적으로 연구되고 있다.

4세대 CARs (TRUCKs, T cells Redirected for Universal Cytokine Killing): 트럭처럼 CAR-T 세포에 면역조절성 사이토카인 유전자(예: IL-12)를 탑재하여 종양 항원 인식과 동시에 종양미세환경(TME) 내 면역반응을 활성화하는 전략이다. 고형암의 면역 억제 환경을 극복하기 위한 유망한 접근법으로 평가된다.

5세대 CARs: 2세대 구조에 IL-2 수용체 β사슬 및 STAT3/5 신호 도메인을 추가하여, 항원 자극 시 내인성 사이토카인 신호 전달(JAK-STAT 경로)을 유도한다. 이를 통해 T세포의 증식, 생존 및 항종양 기능을 항원 의존적으로 강화할 수 있으며, 차세대 정밀 면역세포치료 기술로 주목받고 있다.

2020년 기준, 전 세계 항암 세포 치료제 개발 파이프라인은 약 1,483개이며, 이 중 858개가 CAR-T 세포 치료제에 해당한다. 글로벌 시장조사에 따르면, 세포 및 유전자 치료제(CGT) 시장은 2023년부터 2030년까지 연평균 44% 성장하여 2030년 약 760억 달러 규모에 도달할 것으로 전망된다. 이 중 유전자 변형 세포 치료제가 전체의 44%, 유전자 치료제가 42%를 차지할 것으로 예측된다 [10].

CAR-T 세포 치료제는 환자의 T세포를 채취한 후 유전자 조작을 통해 종양 항원을 인식하는 CAR 유전자를 삽입하고, 체외에서 증식시켜 다시 환자에게 투여하는 방식이다 [11]. MHC 비의존적으로 종양 항원을 직접 인식할 수 있으며, 특히 혈액암에서 높은 완전관해율(Complete Remission, CR)을 기록하였다 [12].

이러한 CAR-T 치료제는 높은 치료 효과에도 불구하고, 제조 기간의 장기화, 고비용, 사이토카인 방출 증후군(CRS, Cytokine Release Syndrome), 면역 독성(ICANS, Immune Effector Cell-Associated Neurotoxicity Syndrome), 고형암에 대한 제한적 효능 등 여러 한계가 존재한다. 이를 극복하기 위한 접근으로 CRISPR-Cas9 기반 유전자 편집 기술이 주목받고 있으며, 다음과 같은 혁신을 가능하게 하고 있다 [3].

· 동종(off-the-shelf) CAR-T: 공여자 유래 T세포를 활용하고, CRISPR로 TCR, B2M (Beta-2 Microglobulin) 유전자를 제거하여 GvHD 및 이식 거부 반응 회피
· 기능 향상: 면역 관문 단백질(PD-1, CTLA-4) 제거, CAR 유전자의 site-specific knock-in 등을 통해 항종양 활성 및 세포 지속성 향상

이 외에도 CRISPR-Cas9 기반 유전자 편집 세포 치료제의 대표 사례인 Casgevy는 조혈모세포를 편집하여 겸상적혈구빈혈(SCD, Sickle Cell Disease) 및 베타 지중해빈혈(TDT, Transfusion-Dependent β-Thalassemia)을 치료하는 데 성공하였으며, 최초로 승인된 유전체 편집 치료제로 평가된다.

유전자 변형 세포 치료는 암뿐만 아니라 자가면역질환(전신홍반루푸스(SLE), 다발성경화증(MS), 류마티스관절염(RA), 중증근무력증(MG) 등)에도 적용 가능성이 확대되고 있으며, 규제기관(FDA, EMA, PMDA, MFDS등)은 이러한 제품에 대한 인허가 및 평가 기준을 정립하고 있다 [8].

1.3. CGT 적용 질환군 분류

세포 및 유전자 치료제(CGT)는 다양한 질환군에서 혁신적인 치료법으로 주목받고 있으며, 특히 CAR-T 세포치료는 암 분야에서 두드러진 발전을 보이고 있다. 전 세계 CGT 시장은 2030년까지 약 760억 달러 규모에 이를 것으로 전망되며, 이 중 유전자 변형 세포치료제와 유전자치료제가 시장 성장을 주도할 것으로 예측된다. 본 보고서에서는 면역계 질환 중 자가면역질환을 중심으로 자세히 살펴보고자 한다 [10].

1.3.1. 종양(암)

CGT 개발의 핵심 분야는 종양 치료이며, 2029년까지 전체 CGT 시장의 약 44%를 차지할 것으로 전망된다. CAR-T 세포치료는 특히 혈액 악성종양에서 탁월한 치료 효능을 입증하였으며, 급성 B림프구성백혈병(B-ALL, B-cell Acute Lymphoblastic Leukemia), 미만성거대 B림프종(DLBCL, Diffuse Large B-cell Lymphoma), 다발성골수종(MM, Multiple Myeloma), 맨틀세포림프종(MCL, Mantle Cell Lymphoma) 등을 대상으로 한 제품들이 미국 FDA 승인을 받았다. 고형암에 대상으로 한 CAR-T 치료의 적용도 활발히 연구되고 있으며, Mesothelin, EGFR, HER2 등 다양한 종양 항원을 표적 하는 임상시험이 진행 중이다. 그러나 고형암에서의 효능은 종양미세환경(TME)의 면역 억제성 및 T세포 침투한계로 인해 여전히 제한적이다. 이를 극복하기 위해 CRISPR-Cas9 기반 유전자 편집을 활용하여 면역관문 단백질(PD-1, CTLA-4, LAG-3) 제거, TGF-β 경로 차단, IL-12/IL-23 발현 유도 등의 전략이 시도되고 있다 [13].

1.3.2. 자가면역 질환

CAR-T 세포치료는 전신성홍반성 루푸스(SLE, Systemic Lupus Erythematosus), 중증근무력증(MG, Myasthenia Gravis), 항합성효소증후군(ASSD, Antisynthetase Syndrome), 궤양성대장염(UC, Ulcerative Colitis) , 천포창(PV, pemphigus vulgaris) 등 자가면역질환에서 유망한 치료 접근법으로 연구되고 있다. 특히 조절 T세포(Treg)를 활용한 치료는 이식편대숙주병(GVHD) 예방, 장기 이식 거부 반응 억제 및 자가면역질환 조절에 적용 가능성이 제시되고 있으며, CRISPR 유전자 편집 기술을 통해 Treg의 항원 특이성, 생존력 및 기능을 강화하려는 시도가 이루어지고 있다. 실제로 인간 CAR-Treg는 신장 및 간 이식에서의 임상 적용이 진행 중이다 [14].

1.3.3. 유전 질환

겸상적혈구빈혈(SCD, Sickle Cell Disease) 및 수혈의존성 베타지중해빈혈(TDT, Transfusion-Dependent β-Thalassemia)은 CGT의 대표적 적용 대상이다. Casgevy는 2023년 영국과 미국에서 최초로 승인된 CRISPR 기반 유전자 편집 치료제이다. 이외에도 리포단백질리파아제결핍증(LPLD, Lipoprotein Lipase Deficiency)과 같은 단일 유전자 질환을 대상으로 AAV 기반 유전자치료 벡터가 개발되고 있다. 최근에는 CpG 함량을 최소화한 AAV 벡터를 이용하여 면역 반응 억제 및 장기적 유전자 발현 유지를 도모하는 전략이 제안되고 있다 [15].

1.3.4. 중추신경계 질환 

현재 CGT의 승인 제품은 척수성근위축증(SMA, Spinal Muscular Atrophy), 이염색성백질이영양증(MLD, Metachromatic Leukodystrophy), 대뇌부신백질이영양증(CALD, Cerebral Adrenoleukodystrophy) 등 희귀 유전성 신경계 질환에 집중되어 있다. 알츠하이머병(AD, Alzheimer’s Disease), 파킨슨병(PD, Parkinson’s Disease), 다발성 경화증(MS, Multiple Sclerosis)과 같은 신경퇴행성 질환에 대한 CGT 개발도 활발히 진행되고 있다 [10].

1.3.5. 안과 질환

연령관련황반변성(AMD, Age-related Macular Degeneration), 망막색소변성증(RP, Retinitis Pigmentosa), 녹내장, 레버선천성흑암시(LCA, Leber’s Congenital Amaurosis), 당뇨망막병증(DR, Diabetic Retinopathy), 각막윤부줄기세포 결핍(LSCD, Limbal Stem Cell Deficiency), 각막부종 등 다양한 안과 질환이 CGT의 주요 적용 대상이다. Spark Therapeutics의 Luxturna는 RPE65 관련 유전성 망막질환에 대해 승인된 최초의 유전자치료제이며, 2029년까지 안과 CGT 시장의 약 70%를 차지할 것으로 전망된다. 또한, CRISPR-Cas9을 활용한 체내 유전자 편집(in situ editing) 연구도 병행되고 있다 [16].

1.3.6. 피부과 질환

이영양성수포성표피박리증(DEB, Dystrophic Epidermolysis Bullosa), 당뇨성족부궤양(DFU, Diabetic Foot Ulcer), 상처, 탈모증, 아토피피부염(AD, Atopic Dermatitis), 화상 등은 CGT의 주요 적응증으로 개발 중이다. 2030년까지 피부질환군 CGT 시장은 약 15억 달러 규모에 이를 것으로 전망되며, 주로 유전자치료제가 성장을 주도할 것으로 분석된다 [7].

1.3.7. 류마티스 질환

골관절염(OA, Osteoarthritis), 전신성홍반성루푸스(SLE, Systemic Lupus Erythematosus), 루푸스신염(LN, Lupus Nephritis), 류마티스관절염(RA, Rheumatoid Arthritis), 전신경화증(SSc, Systemic scleroderma), 이식편대숙주병(GvHD, Graft-versus-Host Disease), 연골변성 등도 CGT의 주요 적용 대상이다. 특히 난치성 SLE를 대상으로 한 CAR-T 세포치료, Treg 기반 치료 등 다양한 형태의 CGT가 임상 및 전임상 단계에서 활발히 개발되고 있다 [17].

본 보고서에서는 이러한 면역계 질환 중에서도 CGT 적용이 활발한 자가면역질환을 중심으로, 임상 개발 동향, 주요 기술 플랫폼 및 파이프라인 현황을 중점으로 분석한다 [18].

2. 본론

2.1. 자가면역 질환에 대한 CGT 적용 전략

자가면역질환은 신체의 면역 체계가 자가 항원을 잘못 인식하여 비정상적인 면역 반응을 유발하고, 이로 인해 조직 손상과 기능 이상이 초래되는 질환군이다. 기존의 치료법으로는 스테로이드 호르몬 요법이나 광범위 면역억제제가 주로 사용되어 왔으나, 이러한 접근은 면역력 저하, 부작용 및 장기적인 관해 유도 한계등 문제가 존재한다. 이를 극복하기 위한 혁신적 접근으로 세포 및 유전자 치료제(Cell and Gene Therapies, CGT)가 주목받고 있으며, 자가면역질환의 근본적 병태기전을 표적 하는 차세대 치료 전략으로 개발되고 있다 [14].

자가면역질환에 대한 CGT는 크게 세 가지 주요 전략을 중심으로 임상 개발이 진행되고 있다 [19].

2.1.1. 고전적인 키메라 항체 수용체 T세포(Classical CAR-T Cell Therapy)

CAR-T 세포치료는 자가항원을 특이적으로 인식·공격하여 자가항체 역가를 감소시키고 과활성화된 면역 반응을 억제하는 기전으로 작용한다. 특히 B세포가 병태생리에 핵심적인 역할을 하는 질환에 효과적이다. 대표적으로 전신성홍반성루푸스(SLE, Systemic Lupus Erythematosus) 환자에서 항-CD19 CAR-T 치료를 통해 B세포 고갈 및 약물-비의존성 관해(drug-free remission)를 유도할 수 있음이 확인되었다. 중증 SLE 환자 5명을 대상으로 한 연구에서 치료 1년 후 전원에서 지속적인 관해가 관찰되었으며, 유럽류마티스학회(EULAR)에서도 난치성 SLE의 치료 옵션으로 CAR-T를 고려하고 있다. 또한 중증근무력증(MG, Myasthenia Gravis)에서는 BCMA를 표적 하는 Descartes-08 및 CD19 표적 CAR-T가 임상에서 사용되고 있으며, 항신테타제 증후군(ASSD, Antisynthetase Syndrome)에서도 긍정적 사례가 보고되었다 [20].

2.1.2. 조절 T세포(Regulatory T cells, Tregs) 기반 CGT (CAR-Treg)

Treg는 면역 항상성 유지에 필수적인 T림프구 아형으로, 자가면역 반응 억제 기능을 수행한다. CRISPR 유전자 편집 기술을 적용하여 Treg의 항원 특이성, 생존력 및 억제 기능을 강화하려는 시도가 이루어지고 있으며, 제1형 당뇨병(T1D, Type 1 Diabetes), 류마티스 관절염(RA, Rheumatoid Arthritis), 궤양성 대장염(UC, Ulcerative Colitis) 등에서 전임상 및 초기 임상시험이 진행 중이다. 특히 UC 동물 모델에서 증상 개선 효과가 보고되었으며, 인간 CAR-Treg는 장기 이식 분야에서도 임상 적용단계에 있다 [21].

2.1.3. 키메라 자가항체 수용체 T세포(Chimeric Autoantibody Receptor T Cells, CAAR-T)

CAAR-T는 자가항체 매개 질환에서 자가반응성 B세포만을 선택적으로 제거함으로써, 광범위 B세포 제거에 따른 부작용을 최소화할 수 있는 전략이다. 예를 들어, pemphigus vulgaris (PV, 천포창)에서는 Dsg3-CAAR-T 세포가 전임상에서 우수한 효능을 보였으며, 현재 임상 1상에 진입하였다. 또한, MuSK 항체 양성 중증근무력증(MuSK-positve MG) 및 NMDAR 뇌염(N-Methyl-D-Aspartate Receptor Encephalitis), 루푸스신염(LN, Lupus Nephritis) 등에서도 CAAR-T 기술의 적용 가능성이 확인되고 있다 [22].

CRISPR-Cas9 시스템은 유전자 녹아웃(knockout), 발현 조절(CRISPRa: CRISPR activation, CRISPRi: CRISPR interference), 염기 편집(Base editing) 등 다양한 유전자 조작 기술을 통해 CGT의 효능과 안전성을 향상시키는 데 활용되고 있다. 대표적인 응용 전략은 다음과 같다 [23].

· CAR 유전자를 T세포 수용체 알파(TRAC, T cell receptor alpha constant) 유전자 locus에 통합하여 CAR-T 세포의 지속성과 효능을 강화
· CD7 녹아웃을 통한 자가살해(Fratricide) 방지
· TCR 및 MHC 유전자 제거를 통한 기성형(off-the-shelf) 세포치료제 개발
· LNP(지질 나노입자)를 이용한 비바이러스성(non-viral) 전달 시스템 도입
· AI 기반 유전자 설계 및 독성 예측 시스템 활용

2.2. 자가면역질환(Autoimmune Diseases)의 CGT 적용 사례

자가면역질환은 면역시스템이 외부 항원이 아닌 자신의 조직과 세포를 이물질로 인식하고 공격하는 현상에 의해 발생한다. 이러한 질환은 전신성 또는 기관 특이적으로 발현되며, 염증, 조직 손상, 기능 장애를 동반한다 [24].

2.2.1. 이식 관련 면역질환(Transplant-Related Immune Diseases)

이식 관련 면역질환은 면역계가 이식된 조직(장기 또는 줄기세포)을 비자기(Non-self)로 인식하여 공격하거나, 반대로 이식 세포가 수용자의 조직을 공격하는 과정에서 발생한다. 대표적 사례는 조혈모세포 이식 후 발생하는 이식편대숙주병(GvHD, Graft-versus-Host Disease)이며, 면역억제제로 조절 가능하나 일부 환자에서는 중증 조직 손상과 사망 위험을 초래한다 [23].

2.2.2. 과민성 면역질환(Hypersensitivity Disorders)

과민성 면역질환은 일반적으로 무해한 항원에 대해 과도한 면역 반응을 유발하는 질환군으로, 환경적 항원, 알레르겐 등에 대한 IgE 매개 반응 또는 염증성 사이토카인 반응이 주요 병태기전이다. 주로 피부 및 점막에 국소 증상이 나타나며, 만성화 시 삶의 질 저하가 심각하다 [24].

2.2.3. 류마티스 질환군(Rheumatology Disorders) 

류마티스 질환군은 자가면역 반응을 기반으로 관절, 피부, 근육, 내장기관 등 전신 조직에 만성 염증과 섬유화를 유발하는 질환군으로, 기존 치료제에 대한 반응률과 효과 지속성이 제한적인 경우가 많다. 이에 따라 근본적인 병태기전을 조절할 수 있는 CGT 기반 접근이 새로운 치료 전략으로 주목받고 있다. 최근 CD19 CAR-T 세포치료, 조절 T세포 기반 치료, 항염증 유전자 조작 줄기세포 등이 활발히 개발되고 있으며, 일부는 임상 단계에서 유의미한 치료 반응이 보고되고 있다 [25].

류마티스 질환군에서의 CGT 개발은 질환별 병태기전에 따라 다층적 전략이 적용되고 있다. 특히 CD19 CAR-T를 통한 B세포 제거, Treg 기반 면역관용 유도, MSC 기반 항염 및 조직 재생 전략이 가장 활발히 검증되고 있으며, 일부 기업은 비바이러스 기반 RNA 기술이나 자가항원 특이 CAAR-T 플랫폼 등 차세대 기술을 기반으로 파이프라인을 확장하고 있다.

2.2.4. 피부질환군(Dermatology Disorders) 

피부질환 중 상당수는 자가면역 또는 과민성 면역 반응에 의해 발생하는 만성 염증성 질환으로, 기존 치료법으로는 병인 조절에 한계가 있다. 대표적으로 건선(Psoriasis), 아토피 피부염(Atopic Dermatitis), 천포창(pemphigus vulgaris) 등이 있으며, 이들 질환은 면역세포의 오작동에 기인한다. 이에 따라 면역세포 조절, 항염증 유전자 전달, 자가항원 특이 면역 조절을 기반으로 하는 다양한 CGT 전략이 시도되고 있다 [7].

피부질환에서 CGT는 임상개발 사례 수는 상대적으로 적지만, 기술적 다양성은 매우 높다. 기존 면역세포 기반 치료 외에도, 국소 유전자 주입, 마이크로바이옴 조작, 표피 세포 유전자 교정 등 다양한 전략이 도입되고 있으며, 특히 CAAR-T 및 유전자 조작 MSC는 안전성과 효과를 바탕으로 피부질환 영역 확장의 핵심으로 주목받고 있다.

2.3. 시장분석 및 상업화 이슈

자가면역질환을 포함한 세포 및 유전자 치료제(Cell and Gene Therapy, CGT) 시장은 빠르게 성장하고 있으며, 종양학 중심의 초기 시장을 넘어 면역학, 근골격계, 피부과 및 안과 질환 등으로 적응증이 확대되고 있다.

2.3.1. 시장 규모 및 전망(2024 ~ 2030)

GlobalData에 따르면, 전 세계 CGT 시장 규모는 2024년 약 83억 달러에서 2030년 약 717억 달러로 성장할 것으로 예측되며, 연평균 성장률(CAGR)은 약 43.0%에 이를 것으로 전망된다 [10].

· 종양학 분야는 여전히 CGT 시장의 약 절반을 차지할 것으로 예상된다.
· 면역학 분야 CGT 매출은 2023년 3,900만 달러에서 2029년 29억 달러로 증가할 것으로 예측되며, 이는 연평균 105.4% 성장에 해당한다.
· 피부질환 분야는 2024년 약 2억 9,100만 달러에서 2030년 약 15억 달러로 확대될 것으로 전망되며, 연평균 31.3% 성장률을 기록할 것으로 보인다.
· 안과 질환 관련 CGT는 유전자치료제를 중심으로 성장하고 있으며, 희귀 유전성 망막질환 및 망막염 대상 치료제가 전체 매출의 70% 이상을 견인할 것으로 전망된다.

2.3.2. CGT 파이프라인 및 자가면역질환 적용 현황

초기에는 혈액암을 대상으로 한 CAR-T 세포 치료제가 중심이었으나, 최근 자가면역질환에서도 활발히 연구되고 있다 [26].

· CD19 CAR-T 치료제는 다수 승인되었으며, 자가면역질환(예: SLE, 중증근무무력증 등)에서 약물 비의존성 관해(drug-free remission)를 달성한 사례가 보고되었다.
· CAR-Treg 및 CAAR-T 기술은 면역 조절에 초점을 두고 있으며, T1D, RA, PV (pemphigus vulgaris, 천포창) 등의 적응증에서 전임상 및 임상 개발이 진행 중이다.
· CRISPR-Cas9 유전자 편집 기술은 Universal CAR-T, 면역억제 경로 제거(PD-1) 및 안전성 강화를 위한 다중 유전자 조절 등에 활용되고 있으며, 향후 자가면역질환의 병태생리에 기반한 정밀 치료 전략으로 기여할 것으로 전망된다.

3. 결론

세포 및 유전자 치료(CGT)는 CAR-T 세포 치료와 CRISPR-Cas9 기반 기술 발전을 통해 자가면역질환을 포함한 다양한 난치성 질환에서 근본적 치료 가능성을 보여주고 있다. 특히 범용 CAR-T와 정밀 유전자 편집 기술은 기존 치료의 한계를 극복하며 치료 접근성과 효능을 크게 향상시키고 있다 [10].

그러나 CGT의 상용화에는 여전히 제조·비용·안전성 측면의 과제와 고형암에서의 제한적 효능, 환자 맞춤형 전략 부족 등의 한계가 존재한다. 이를 해결하기 위해 생산 자동화, 정밀 편집 기술, 장기 안전성 추적 체계, 성과 기반 지불 모델, 규제 정비 등의 노력이 병행되어야 한다.

궁극적으로 CGT는 “살아있는 약물(living drug)”로서 자가면역질환의 완전 관해와 근치 치료를 가능하게 하며, 향후 의료 패러다임 전환의 핵심 축이 될 것으로 전망된다.

4. 참고문헌

==>첨부파일(PDF) 참조