mRNA 코로나 백신, 암치료에도 활용할 수 있나

이번에 미국과 유럽연합에서 상용화되고 있는 화이자와 모더나 코로나 백신은 인류 역사상 최초로 mRNA 기술의 광범위한 사용을 불러 왔다. 그들은 합성 유전 코드를 사용하여 환자의 세포가 코로나 바이러스를 인식하고 바이러스에 대한 면역체계를 활성화하도록 지시한다. 그러나 연구자들은 이 기술이 코로나 바이러스 훨씬 이전부터 암 치료법으로 연구되어 왔다고 말한다. 그렇다면 mRNA 기술을 통해 새로운 암 치료법도 나올 수 있지 않을까. 

이와 관련해서 이미 임상시험을 진행 중인 곳이 있다. 바로 엠디앤더슨암센터(MD Anderson Cancer Center) 대장암 팀이다. 이들은 대장암 환자들의 외과적 수술 후 암세포의 유전적 돌연변이를 확인 한 후 mRNA 기술을 이용해 암세포에 대한 항체를 생성해 온 몸을 돌아다니는 순환 종양세포를 제거하는 방법을 시험하고 있다.

이것이 성공한다면 획기적인 새로운 암 치료법이 탄생되리라 예상된다. 이에 대해 연구책임자 벤 모리스 박사(Van Morris, MD)의 인터뷰를 살펴봤다. mRNA란 무엇인지, 대장암 재발 예방 임상시험은 어떻게 진행이 되고 있는지 알아봤다. 

mRNA는 무엇인가 
mRNA로 알려진 메신저 RNA는 우리 세포에 대한 유전적 지침이라고 말할 수 있다. mRNA는 단백질을 만드는 코드 역할을 한다. 단백질은 성장, 에너지 생산 및 질병에 대한 방어를 포함하여 우리 몸 내부의 세포 기능에 필요하다. 

mRNA 기술은 코로나 바이러스의 스파이크 모양을 우리 인체 세포가 만들 수 있도록 한 mRNA 가닥이다. 우리 몸 세포가 mRNA의 코드에 따라 스파이크 단백질을 만들고 이를 면역세포가 인식하여 이에 대한 항체를 만들게 된다. 면역체계는 항체로 그 세포를 제거하고 이 외래 단백질을 가진 다른 세포를 체내에서 찾을 수 있는지 확인하며 발견된 것들을 제거하게 된다. 이런 방식으로 백신은 코로나 바이러스로부터 신체를 보호한다.

mRNA 기술이 대장암 재발을 예방할 수 있나 
국제 연구팀은 mRNA 기술이 대장암 재발을 예방할 수 있는지 테스트하기 위해 노력하고 있다. 많은 대장암 환자의 표준 치료법은 수술이지만 종양이 제거된 후에도 암세포가 체내에 남아있을 수 있다. 이 나머지 암세포는 DNA를 혈류로 배출하는데 이를 순환 종양 DNA(ctDNA)라고 한다.

이 임상시험은 수술 후 순환하는 종양 DNA에 양성 반응을 보이는 2기 또는 3기 대장암 고위험 환자를 추적하고 있다. 순환하는 종양 DNA의 존재는 혈액 검사로 확인된다. ctDNA가 존재한다면 환자가 암 재발 위험이 더 높다는 것을 의미 할 수 있다. 반대로 순환하는 종양 DNA가 존재하지 않는 환자는 재발 위험이 낮다는 것을 의미한다.

암을 유발하는 돌연변이에 대한 mRNA 백신 개인화
2상 임상시험에 등록된 환자는 종양을 외과적 수술로 제거한 후 화학요법을 시작한다. 종양 조직은 전문 실험실로 보내져 암의 성장을 촉진하는 유전적 돌연변이를 찾기 위해 검사를 진행한다. 

검사 중 환자의 종양에서 5개에서 20개의 돌연변이가 있는 것을 확인할 수 있었다. 돌연변이가 확인이 되면 가장 일반적인 것부터 가장 적은 것까지 돌연변이의 우선순위가 지정이 되고 그 순위를 기반으로 mRNA 백신이 만들어진다. 이후 시험에 참여한 각 환자는 종양의 개별 돌연변이 테스트 결과를 바탕으로 개인화된 mRNA 백신을 받는다. 

COVID-19 백신과 마찬가지로 mRNA는 검사 중에 확인된 종양의 유전적 돌연변이를 기반으로 단백질 단편을 생성하도록 환자의 세포에 지시한다. 환자의 정상세포가 암세포의 돌연변이 단백질을 만들어 내면 면역체계는 그를 인식하고 항체를 생성한다. 그런 다음 면역쳬계는 온 몸을 돌며 돌연변이 세포와 똑같은 실제 순환 종양 세포를 찾아 제거하게 된다. 

순환 종양 DNA의 선두주자
MD Anderson 연구원은 순환 종양 DNA의 미래를 희망한다. 모리스 박사는 "이것은 진화하는 기술로 새롭고 흥미진진하며 재발 위험이 높은 환자를 예측하는데 도움이 될 수 있다“고 말하며 또한 "개인화된 백신을 통해 면역체계가 잔여 종양 세포를 추적해 제거하여 암을 치료하고 재발을 막는데 도움이 되기를 기대하고 있다"고 말했다. 

엠디엔더슨에서 진행하고 있는 이 임상시험은 아직 진행 중이다. 만약 이 임상시험에서 좋은 결과가 나온다면 앞으로 mRNA 기술을 통해 암을 퇴치하는 혁신적인 항암요법이 탄생할  수도 있을 것이다. mRNA 기술이 암 치료제 개발에 획기적인 역할을 감당해 주기를 기대해 본다.