모더나, 암 치료 새 지평 여나… mRNA 기술 활용한 암 백신 임상 3상 성공

면역 관문 억제제인 키트루다는 T세포가 암세포를 공격하지 못하게 막는 제동 장치를 해제하는 방식으로 작동한다. 이는 T세포의 활성화를 유도해 암세포를 직접 공격하게 만든다. 키트루다는 암 환자의 사망 위험도를 40% 낮춘 신약으로 평가받으며, 기존 암 치료의 한계를 극복하는 데 기여해 왔다.

이번에 개발된 mRNA 백신은 코로나19와 같은 예방용 백신과는 달리 치료형 백신으로 분류된다. 이는 질병을 미리 막기 위한 예방 주사가 아니라, 이미 발생한 암을 치료하는 과정의 일부로 사용되는 것을 의미한다. 즉, 암 치료 효과를 극대화하고 재발을 방지하는 것이 주된 목적이다.

암세포는 면역 세포의 공격을 피하는 능력을 가지고 있어 치료에 어려움을 겪게 한다. 이를 극복하기 위해 환자의 정상 세포와 암세포를 비교 분석하여 암세포만 발현하는 고유한 돌연변이 단백질을 식별한다. 이 과정을 통해 면역 세포가 암세포를 정확하게 인지하고 공격할 수 있도록 일종의 '수배 전단'을 만들어 준다.

암세포에서 발견된 수많은 돌연변이 단백질 중 T세포가 가장 효과적으로 감지하고 공격할 수 있는 물질을 선별하는 데 인공지능 딥러닝 기술이 활용된다. 이 기술은 수많은 데이터를 분석하여 T세포가 잘 감지하는 확률이 높은 34개의 후보 단백질을 정확하게 도출하는 데 기여했다.

AI로 선별된 34개 단백질의 설계도는 mRNA 형태로 제작된다. 이 mRNA는 세포 내에서 해당 단백질을 생성하도록 지시하는 역할을 한다. 이렇게 만들어진 mRNA 백신은 키트루다와 병행 투여될 때 암 환자의 생존율을 현저히 향상시키는 것이 확인되었다. 이는 면역 관문 억제제와 개인 맞춤형 백신의 시너지를 통해 더욱 강력한 치료 효과를 기대할 수 있음을 보여준다.

mRNA는 실제 암세포 표면에 존재하는 단백질 자체가 아니라, 그 단백질을 만들어 내는 설명서 역할을 한다. 우리 몸의 세포 내에 있는 리보솜이라는 기관은 이 mRNA를 읽고 지시에 따라 필요한 단백질을 스스로 합성한다. 이러한 과정을 통해 몸속에서 암세포와 유사한 단백질이 만들어지고, 이를 통해 면역 반응을 유도하여 암세포를 공격하도록 훈련시킨다.

mRNA 백신 기술은 사실 코로나19 팬데믹 이전부터 바이오앤텍과 같은 여러 기업들이 암 백신 개발을 목적으로 활발히 연구해 오던 분야였다. 코로나19 사태가 갑작스럽게 발생하면서, 개발 중이던 mRNA 기술이 코로나19 백신 개발에 활용되며 그 효능과 안전성이 전 세계적으로 빠르게 입증되는 계기가 되었다. 이는 본래 목표였던 암 백신 개발에도 큰 탄력을 주었다.

개인 맞춤형 암 백신 제작에 소요되는 시간이 획기적으로 단축되었다. 과거에는 약 60일이 걸리던 공정이 이제는 6주 안에 완료될 수 있도록 개선되었다. 특히 개인의 암세포와 정상 세포를 비교하여 유전체 분석을 하는 데 단 이틀 정도면 충분해지면서, 전체 백신 제조 과정의 효율성이 크게 향상되었다.

mRNA 기반 암 백신이 흑색종 환자를 대상으로 진행된 임상 3상에서 성공적인 결과를 얻었다. 이는 치료제 상용화를 위한 필수 관문인 임상 시험의 최종 단계를 통과했음을 의미한다. 현재 학회 발표를 앞두고 있으며, 사실상 미국 식품의약국(FDA)의 승인에 대한 높은 기대감이 형성되고 있다. 이번 성공은 암 치료 분야에서 mRNA 기술의 잠재력을 다시 한번 입증하는 계기가 되었다.

암의 종류에 따라 백신 접근 방식이 달라진다. 흑색종과 같은 피부암은 암세포의 변이가 사람마다 매우 다양하고 지속적으로 변화하기 때문에 개인별 맞춤형 백신 전략이 필수적이다. 반면 췌장암은 암세포 변이가 상대적으로 적고, 환자들 사이에 어느 정도 공통적인 변이가 발견된다. 따라서 췌장암의 경우에는 공통 변이를 표적으로 하는 '기성복형' mRNA 백신을 개발하여 적용하는 것이 가능하다.

모더나의 mRNA 백신은 단일 암 단백질만을 표적으로 하는 것이 아니라, AI가 선별한 34개의 암 단백질 설계도를 동시에 담고 있다. 이는 암세포가 변이를 일으키더라도 다양한 변이형까지 모두 커버할 수 있도록 설계된 것이다. T세포가 이 34개의 단백질 정보를 학습하여 암세포의 어떠한 변이도 놓치지 않고 공격하도록 유도함으로써, 암의 재발 확률을 효과적으로 차단하는 것을 목표로 한다.

이번 mRNA 암 백신 임상 연구는 암을 완전히 정복하는 수준보다는, 수술적으로 암을 제거한 환자들의 재발을 방지하는 데 초점을 맞추고 진행되었다. 이는 암 치료의 패러다임이 '완치'에서 '관리'의 개념으로 확장되고 있음을 시사한다. 전 세계적으로 개인 맞춤형 의학 플랫폼 시대가 본격적으로 열렸다고 평가되며, 이번 기술은 암 환자의 삶의 질을 높이고 재발 위험을 줄이는 중요한 발판이 될 것으로 기대된다. 앞으로는 수술 후 재발 방지를 위한 맞춤형 치료가 더욱 중요해질 전망이다.