최근 mRNA 기술로 개발한
암 백신
이 임상시험 3상에서 효과를 보여 화제다. 지난 8월 19일, 미국 바이오 기업 모더나와 글로벌 제약사 머크(MSD)는 양사가 공동 개발한
개인 맞춤형 mRNA 암 백신 ‘인티스메란 오토진’
이 피부암의 일종인
흑색종
고위험 환자를 대상으로 진행한 임상시험에 성공했다고 밝혔다. 이는 mRNA 기반 암 치료제가 상업화 직전 단계인 대규모 3상에서 유효성을 확인한 첫 사례다.
단, 여기서 짚고 넘어갈 점이 있다. 인티스메란 오토진은 기존 예방용 백신이 아니라 이미 발생한 암의 치료와 재발 방지를 돕는 맞춤형 치료제라는 점이다. '백신'이라는 이름 때문에 암을 미리 막아주는 예방 주사로 오해하기 쉽지만, 실제로는 환자 개개인의 암세포 정보를 바탕으로 만든 치료제에 가깝다.
이 치료제를 만든 모더나는 앞서 코로나 팬데믹 시기인 지난 2020년, mRNA 기반의 코로나19 백신을 개발한 기업으로 이름을 알렸다. 감염병 예방에 활용된 기술이 이제는 면역계가 암세포를 공격하도록 하는 데 쓰이는 것이다. 그렇다면 mRNA 기술을 토대로 개발한 암 백신은 어떻게 작동하며, 어떤 효과를 낼까?
사진 1. 머크와 모더나는 mRNA 기술을 토대로 개인 맞춤형 암 치료제를 개발했다. 이는 편의성 암 백신으로 불리지만, 예방주사가 아닌 치료제에 가깝다. ⓒShutterstock Golden Shrimp
면역계에 적의 설계도를 쥐여 주다
백신의 기본 원리는 질병을 일으키는 바이러스나 세균, 곰팡이 등 병원체의 특징을 면역계에 미리 알려주는 것이다. 우리 몸의 면역계는 병원체의 일부인 항원을 인식하면 이에 맞서 싸우는 항체와 면역세포를 만든다. 이 과정에서 어떤 면역세포는 기억세포로 남아 항원의 특징을 기억한다. 백신을 통해 특정 항원에 대응하는 체계를 미리 갖추어 두면 비슷한 병원체가 나중에 우리 몸을 공격할 때 적의 정체를 빠르게 파악하고 대응할 수 있다.
기존 백신은 독성을 약화하거나 체내에서 증식하지 못하도록 불활성화한 병원체, 병원체 일부를 항원으로 활용해 개발되었다. 이와 달리 최신 mRNA 백신은 항원을 만드는 설계도를 전달한다. 메신저 리보핵산(mRNA)은 DNA에 저장된 유전정보를 세포 안의 단백질 생산 공장에 전달하는 역할을 한다. mRNA 백신이 병원체의 특정 단백질을 만드는 설계도를 우리 몸에 전달하면 세포는 설계에 따라 단백질을 만든다. 면역계는 세포가 만든 항원에 대응하여 작동한다.
새로운 백신이 상용화되다
mRNA를 의약품에 활용하는 아이디어는 일찍이 1980년대 후반에 제시되었다. 그러나 mRNA는 불안정하여 쉽게 분해되고, 세포 안으로 전달하기 어려운 까닭에 오랫동안 백신으로 상용화되지 못했다. 이후 연구자들은 작은 지방 입자로 mRNA를 감싸 분해를 막고 세포 내부까지 운반하는 지질 나노입자 기술을 개발했다. mRNA를 구성하는 물질 일부를 변형해 의도하지 않은 염증 반응을 줄이고 단백질 생산 효율을 높이는 연구도 이어졌다.
이렇게 수십 년간 축적된 연구 성과는 코로나19 팬데믹을 계기로 빛을 발했다. 기존 백신은 병원체를 배양하거나 항원 단백질을 생산하는 공정이 필요하지만, mRNA 백신은 병원체의 유전자 서열만 있으면 항원의 설계도를 빠르게 제작할 수 있다. 모더나·화이자 등의 기업이 코로나19 바이러스의 스파이크 단백질을 표적으로 하는 백신을 개발한 이후로 mRNA 백신은 본격적인 상용화의 길에 들어섰다.
돌연변이 정보를 활용한 맞춤형 백신
모더나와 머크가 개발한 암 백신은 mRNA를 다르게 사용했다. 외부 병원체의 항원을 기억시키는 예방 백신과 달리, 이 치료제는 환자의 몸에서 발생한 암세포에서 출발한다. 먼저 각 환자의 종양 조직을 분석해 암세포의 돌연변이에서 비롯된 비정상적인 단백질을 찾아낸다. 이를 ‘신생항원’이라고 한다. mRNA 암 백신은 면역 반응을 유발할 가능성이 큰 신생항원을 결정해 이를 만드는 설계도를 mRNA에 담아낸 것이다. 백신을 투여하면 세포가 mRNA의 정보를 읽어 신생항원을 만든다. 면역세포인 T세포는 이 항원을 인식해 같은 항원을 가진 암세포를 공격하도록 활성화된다. 이러한 학습 효과로 우리 몸이 자체적으로 암세포에 대응하도록 만드는 것이다. 같은 설계도로 제작한 백신을 불특정 다수에게 접종하는 코로나19 백신과 달리, 모더나와 머크의 암 백신은 환자마다 최대 34개 신생항원을 표적으로 삼도록 설계되었다. 환자마다 암세포에서 나타나는 돌연변이가 다르기 때문이다.
암세포는 면역계의 공격을 피하는 능력이 있다. 현재 흑색종 치료에 사용되는 머크의 면역 항암제 ‘키트루다’는 T세포의 면역반응 억제 신호를 차단해 암세포를 공격하도록 돕는다. 모더나와 머크가 진행한 임상시험은 백신과 항암제를 함께 사용하는 경우를 봤다. 수술로 흑색종을 완전히 제거했지만, 재발 위험이 높은 환자 1,137명에 대해 두 치료법을 같이 적용한 환자군과 항암제만 투여한 환자군을 비교했다. 그 결과, 병용한 환자군에서 암이 재발하지 않고 생존한 기간과 암이 다른 장기로 전이되지 않고 생존한 기간이 유의미하게 개선된 것으로 나타났다.
임상시험 성공 소식에 모더나의 주가는 하루 만에 177% 폭등했고, 머크의 주가도 사상 최고가를 썼다. 다만 이번 결과는 중간 분석 단계로, 구체적인 위험 감소율과 세부 안전성 자료는 아직 공개되지 않았다. 상용화를 위해 백신 생산 기간과 비용을 줄이는 문제도 남아 있다. 그럼에도 두 회사는 이번 임상의 긍정적인 결과를 바탕으로, 이르면 내년(2027년) 중 출시를 목표로 하고 있다. 폐암, 방광암 등 다른 암에 대한 임상도 확대 중이다. 감염병 예방에 활용된 mRNA 기술이 암 치료에서도 새로운 가능성을 열 수 있을까? 환자마다 다른 암세포의 특징에 기반한 기술이 임상 현장에서 널리 쓰이기까지는 좀 더 오랜 시간이 걸릴 것으로 보인다.
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