글로벌 제약사들이 ‘mRNA 암 백신’ 개발에 나서고 있다. 코로나19 팬데믹 당시 mRNA 백신이 빠르게 개발·상용화된 것과 같이 암 치료 분야에서도 새로운 대안이 될 수 있을지 관심이 모인다.
10일 한국생명공학연구원 핵산치료제연구센터 ‘mRNA 암 백신의 연구동향’ 보고서에 따르면, 제약사들이 연구·개발하는 mRNA 암 백신은 2021년 기준 50여건에 달했다.
mRNA 백신은 세포 내에서 발현하고자 하는 항원정보를 담고 있는 메신저 리보핵산 (mRNA)을 체내로 주입·전달해 항원에 대한 면역반응을 유도한다. 코로나19 팬데믹 당시 최초의 mRNA 백신이 단기간에 개발됐고, 이를 계기로 지금까지 다양한 감염병을 표적으로 한 mRNA 백신 연구가 이어지고 있다.
현재 감염병뿐 아니라 암 치료용 mRNA 백신에 대한 연구 또한 활발하게 이뤄지고 있다. mRNA 암 백신의 경우, 정상세포가 아닌 암세포에서만 특이적으로 과발현되는 유전자 또는 유전자 변이에 의해 새롭게 생성된 ‘신생항원(Neoantigen)’을 표적으로 한다. 구체적으로 암세포에서 과발현되는 유전자에는 ▲NY-ESO-1 ▲MAGE-A3 ▲PD-L1 ▲IDO1 등이 있다. 보고서는 “환자별로 나타나는 유전자 변이에 기반한 맞춤형 신생항원을 추가적으로 발굴·표적하는 것이 매우 중요하다”고 설명했다.
mRNA 암 백신에 적합한 신생항원 표적을 선정하기 위해서는 ▲돌연변이 유전자와 펩타이드의 발현량 ▲펩타이드-MHC/HLA(주요 조직 적합성 복합체)의 결합 친화도·안정도 ▲펩타이드-MHC/HLA의 T세포 수용체 결합력 등을 종합적으로 고려해 면역원성이 높은 신생항원을 예측하고 실험을 통해 검증해야 한다. 동시에 종양 환경 내 암세포들이 해당 항원을 공유하는 정도가 높은 신생항원을 표적으로 삼아야 치료 효과가 높을 가능성이 있다.
코로나19 팬데믹 상황에서 mRNA 백신 개발을 선도했던 모더나와 바이오엔테크는 mRNA 암 백신 개발 분야에서도 가장 앞서있다고 평가 받는다. 두 기업 모두 암 환자의 유전자 변이 서열을 표적으로 한 개인 맞춤형 mRNA 암 백신을 포함해 다수의 암 백신을 연구·개발 중이다.
모더나가 개발하고 있는 ‘mRNA-4157’은 최대 34개의 환자 특이적 유전자 변이를 표적으로 하는mRNA 암 백신이다. 최근 mRNA-4157과 면역항암제 ‘키트루다’ 병용 투여가 키트루다 단일투여군 대비 흑색종 환자의 생존율을 향상시킨다는 사실이 임상 2b상을 통해 검증됐고, 이를 바탕으로 임상 3상을 진행하고 있다. 바이오엔테크의 경우 다양한 암에서 공통적으로 발현되는 범용성 항원을 표적으로 하는 ‘픽스백’과 환자 개인 맞춤형 신생항원 펩타이드를 표적으로 하는 ‘이네스트’ 플랫폼을 보유하고 있다. 현재 6개 임상시험을 진행 중이다.
보고서는 “mRNA 암 백신의 주요 연구개발 쟁점은 암 백신 항원 발굴과 검증, 최적 구조체 발굴, 백신 최적 전달기술 개발”이라며 “넓은 범위의 연구개발 분야들을 하나로 총괄해 연구하고 관리하는 것이 필요하며, mRNA 암 백신 관련 연구 기술들을 국가차원에서 우선적으로 선점하는 것이 매우 시급한 상황이다”고 했다.
10일 한국생명공학연구원 핵산치료제연구센터 ‘mRNA 암 백신의 연구동향’ 보고서에 따르면, 제약사들이 연구·개발하는 mRNA 암 백신은 2021년 기준 50여건에 달했다.
mRNA 백신은 세포 내에서 발현하고자 하는 항원정보를 담고 있는 메신저 리보핵산 (mRNA)을 체내로 주입·전달해 항원에 대한 면역반응을 유도한다. 코로나19 팬데믹 당시 최초의 mRNA 백신이 단기간에 개발됐고, 이를 계기로 지금까지 다양한 감염병을 표적으로 한 mRNA 백신 연구가 이어지고 있다.
현재 감염병뿐 아니라 암 치료용 mRNA 백신에 대한 연구 또한 활발하게 이뤄지고 있다. mRNA 암 백신의 경우, 정상세포가 아닌 암세포에서만 특이적으로 과발현되는 유전자 또는 유전자 변이에 의해 새롭게 생성된 ‘신생항원(Neoantigen)’을 표적으로 한다. 구체적으로 암세포에서 과발현되는 유전자에는 ▲NY-ESO-1 ▲MAGE-A3 ▲PD-L1 ▲IDO1 등이 있다. 보고서는 “환자별로 나타나는 유전자 변이에 기반한 맞춤형 신생항원을 추가적으로 발굴·표적하는 것이 매우 중요하다”고 설명했다.
mRNA 암 백신에 적합한 신생항원 표적을 선정하기 위해서는 ▲돌연변이 유전자와 펩타이드의 발현량 ▲펩타이드-MHC/HLA(주요 조직 적합성 복합체)의 결합 친화도·안정도 ▲펩타이드-MHC/HLA의 T세포 수용체 결합력 등을 종합적으로 고려해 면역원성이 높은 신생항원을 예측하고 실험을 통해 검증해야 한다. 동시에 종양 환경 내 암세포들이 해당 항원을 공유하는 정도가 높은 신생항원을 표적으로 삼아야 치료 효과가 높을 가능성이 있다.
코로나19 팬데믹 상황에서 mRNA 백신 개발을 선도했던 모더나와 바이오엔테크는 mRNA 암 백신 개발 분야에서도 가장 앞서있다고 평가 받는다. 두 기업 모두 암 환자의 유전자 변이 서열을 표적으로 한 개인 맞춤형 mRNA 암 백신을 포함해 다수의 암 백신을 연구·개발 중이다.
모더나가 개발하고 있는 ‘mRNA-4157’은 최대 34개의 환자 특이적 유전자 변이를 표적으로 하는mRNA 암 백신이다. 최근 mRNA-4157과 면역항암제 ‘키트루다’ 병용 투여가 키트루다 단일투여군 대비 흑색종 환자의 생존율을 향상시킨다는 사실이 임상 2b상을 통해 검증됐고, 이를 바탕으로 임상 3상을 진행하고 있다. 바이오엔테크의 경우 다양한 암에서 공통적으로 발현되는 범용성 항원을 표적으로 하는 ‘픽스백’과 환자 개인 맞춤형 신생항원 펩타이드를 표적으로 하는 ‘이네스트’ 플랫폼을 보유하고 있다. 현재 6개 임상시험을 진행 중이다.
보고서는 “mRNA 암 백신의 주요 연구개발 쟁점은 암 백신 항원 발굴과 검증, 최적 구조체 발굴, 백신 최적 전달기술 개발”이라며 “넓은 범위의 연구개발 분야들을 하나로 총괄해 연구하고 관리하는 것이 필요하며, mRNA 암 백신 관련 연구 기술들을 국가차원에서 우선적으로 선점하는 것이 매우 시급한 상황이다”고 했다.
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