최근 연구들은 마이크로바이옴이 면역치료의 임상적 활성(임상 효과)을 조절할 수 있는 핵심 요인임을 강조해 왔다. 그러나 마이크로바이옴의 역할은 서로 다른 면역치료들에 따라 상당히 다르게 나타나며, 이는 각 유형의 면역치료에서 마이크로바이옴이 수행하는 정확한 기능을 이해하는 것이 중요함을 시사한다. 많은 선행 연구가 주로 면역관문억제제(immune checkpoint inhibitors)에서 마이크로바이옴의 역할을 요약하는 데 집중해 온 반면, 본 연구는 이전 리뷰에서 드물게 다루어졌던 배경을 바탕으로 중간엽 줄기세포 치료(mesenchymal stem cell therapy), 키메라 항원 수용체 T 세포 치료(chimeric antigen receptor T cell therapy), 항체 기반 치료(예: adalimumab, infliximab, bevacizumab, denosumab 등)와 같은 다른 면역치료에서의 마이크로바이옴에 대한 새로운 측면을 탐색하고자 한다. 또한 마이크로바이옴 및 미생물 대사산물을 활용하여 면역치료의 임상 반응을 향상시키기 위한 혁신적인 전략들을 제시한다. 종합적으로, 본 원고는 연구자들에게 새로운 통찰과 혁신적인 접근을 제공하여, 마이크로바이옴을 활용한 차세대 맞춤형 치료 중재의 개발을 촉진할 수 있을 것으로 기대한다.

초록대부분의 고형 종양은 서로 다른(직교하는) 항원을 발현하는 다수의 클론으로 구성되어 있으며, 이는 이질적인 고형 종양을 치료하기 위해 키메라 항원 수용체(CAR) T-세포 치료를 적용할 수 있는 새로운 전략의 개발이 필요함을 시사한다. 여기서는 조절 가능한 저분자량 이특이(비스페시픽) 어댑터의 칵테일을 활용하였는데, 각 어댑터는 플루오레세인에 서로 다른 종양 특이 리간드를 연결한 형태로 구성된다. 이는 조작된 T 세포 상의 항-플루오레세인 CAR와 암세포의 고유 항원 사이를 연결하기 위한 것이다. CAR T 세포와 암세포 사이에서 면역학적 시냅스가 형성됨으로써, NSG 마우스에 동시 이식된 항원성(antigenicity)이 서로 다른 다양한 고형 종양을 제거하는 데 단 하나의 항-플루오레세인 CAR T 세포를 사용할 수 있었다. 본 자료에 근거하여, 항-플루오레세인 CAR T-세포와 결합한, 신중하게 설계된 이특이 어댑터 칵테일은 많은 CAR T-세포 치료 이후 질병의 재발로 이어지는 종양 항원 회피 기전을 극복할 수 있음을 제안한다.의의:종양을 표적하는 이특이 어댑터의 칵테일은 이질적인 종양에 대한 CAR T-세포 치료를 크게 증강시키며, 표준 CAR T-세포 치료가 실패했던 암종에 대해 더 광범위하게 적용될 가능성을 부각한다.

면역치료는 암 치료를 혁신해 왔다. 특히 면역관문 억제(immune checkpoint blockade), 이중특이 항체(bispecific antibodies), 그리고 입양적 T-세포 전달(adoptive T-cell transfer)은 혈액종양과 고형암에서 전례 없는 임상적 성과를 도출하였다. T 세포 기반 면역치료는 여러 기전의 작용을 갖지만, 궁극적 목표는 암세포의 아포토시스(apoptosis)를 유도하는 것이다. 아포토시스 회피는 암 생물학의 핵심 특징이라는 점에서 놀라운 일은 아니다. 따라서 암세포의 아포토시스에 대한 민감도를 높이는 것은 암 면역치료의 임상적 결과를 개선하기 위한 핵심 전략을 이룬다. 실제로 암세포는, T 세포에서의 아포토시스를 촉진하는 특징과 더불어 치료를 회피하기 위한 특성 외에도, 아포토시스에 저항하기 위한 여러 내재적 기전을 지닌 것으로 특징지어진다. 그러나 아포토시스는 양면성을 가진다. 즉 아포토시스가 T 세포에서 발생할 경우, 이는 면역치료의 실패에 있어 결정적인 기전으로 작용한다. 본 총설은 암세포에서 아포토시스 감수성을 증가시켜 T 세포 기반 면역치료를 강화하려는 최근의 노력들을 요약하고, 종양 미세환경에서 세포독성 T 림프구의 생존을 조절하는 데 있어 아포토시스의 역할과 이 문제를 극복하기 위한 잠재적 전략을 논의할 것이다.

nmole/kg에서 mg/kg로 CAM 단위 변환

키메라 항원 수용체 T-세포(CAR T, CART) 면역치료는 불응성/재발성 B세포 비호지킨 림프종(NHL) 환자에서 전례 없는 반응을 이끌었으나, 그럼에도 불구하고 환자의 3분의 2에서는 치료 실패가 발생한다. 암세포의 핵심 특징 중 하나인 세포자멸사(apoptosis) 저항성은 치료 실패와 연관되어 있다. 항-CD19 CART로 치료받은 87명의 NHL 환자에서, 림프종 세포에서 세포자멸사 억제의 핵심 조절자인 B세포 림프종 2(BCL-2)의 염색체 변이가 생존 감소와 연관됨을 확인하였다. 따라서 우리는 CART19에 FDA 승인 BCL-2 억제제인 베네토클락스(venetoclax)를 병용하였고, 베네토클락스에 민감한 NHL에서 생체 내 상승효과(in vivo synergy)를 입증하였다. 그러나 베네토클락스 내성 림프종에는 더 높은 용량의 베네토클락스가 필요했으며, 그 결과 CART 독성이 유발되었다. 이 한계를 극복하기 위해, 베네토클락스에 의해 인식되지 않는 변이 BCL-2(F104L)를 과발현하여 베네토클락스 내성 CART를 개발하였다. 특히, BCL-2(F104L)-CART19은 여러 림프종 이종이식(xenograft) 모델에서 베네토클락스와의 상승효과를 보였다. 나아가, 전임상 모델과 환자에서 T세포에서의 BCL-2 과발현이 CART의 항종양 활성을 본질적으로(intrinsically) 강화하며, CART 지속성을 연장함으로써 이러한 효과가 나타남을 밝혀냈다. SIGNIFICANCE: 본 연구는 암에서 CART 면역치료에 대한 내성에서 BCL-2의 역할을 강조하며, 병용치료를 위한 새로운 개념—세포자멸사를 유도하는 소분자에 저항성을 갖도록 CART 세포를 공학적으로 설계함으로써 이러한 병용치료의 치료지수(therapeutic index)를 향상시키는 것—을 제시한다. 이 논문은 In This Issue 특집, p. 2221에 소개되어 있다.

미국 식품의약국(FDA)이 승인한 키메라 항원 수용체(CAR) T 세포로 치료받은 대부분의 환자에서는 결국 질병 진행이 나타난다. 또한 CAR T 세포는 고형암 및 예후가 매우 불량한 T 세포 림프종을 포함한 여러 혈액종양에 대해서는 치유 효과를 보이지 못했다. 입양 T 세포 면역치료의 임상적 성공을 가로막는 주요 장벽 중 하나는 CAR T 세포의 기능 장애와, 주입 후의 확장 및/또는 지속성 부족이다. 본 연구에서 우리는 CD5가 CAR T 세포의 활성화를 억제하며, CRISPR-Cas9를 이용한 CD5의 녹아웃(KO)이 다수의 혈액암 및 고형암 모델에서 CAR T 세포의 항종양 효과를 증강함을 확인하였다. 기전적으로, CD5 KO는 세포독성, 생체 내 확장, 지속성이 증가된 형태로 T 세포의 효과기 기능을 유도하였고, 전임상 모델에서 뚜렷한 독성은 관찰되지 않았다. 이러한 결과는 CD5가 T 세포 기능의 핵심 억제인자이며, T 세포 치료를 강화하기 위한 잠재적 임상 표적임을 시사한다.

전좌는 환자 예후 불량과 연관되었으며, VAL 세포는 인간 IL6 조건 배지에서 증식이 현저히 증가했고 이식한 마우스에서 신속한 종양 확장과 조기 사망을 유발하였다. 우리는 U2932 및 VAL 세포 유래 인간 IL6 발현 마우스 모델이 종양 발생의 매우 일관된 양상을 보이는 공격적인 DLBCL의 임상적 특징을 재현함을 결론 내렸다. 이러한 결과에 근거하여 인간 IL6을 발현하는 NSG 마우스는 표준적인 피하 DLBCL 이종이식(xenograft) 모델의 한계를 극복하고 DLBCL 이종이식 모델을 개발하기 위한 새로운 도구로 활용될 잠재력이 있다.

고형 종양에서의 CAR-T 세포 치료가 직면한 주요 과제에는 적절한 항원 선택의 문제, 종양 이질성, 그리고 면역억제성 종양 미세환경(TME)으로 인한 여러 제한이 포함된다. 이러한 난관을 극복하기 위해, 우리는 새로운 치료법인 CLM-202를 개발하였다. CLM-202는 온콜리틱 뉴캐슬병 바이러스(oncolytic Newcastle disease virus, NDV)와 NDV F 단백질 표적 CAR-T 세포 치료(NDV F CAR-T)의 병합요법이다. NDV가 종양세포를 감염시키면, NDV 외피 단백질 F가 종양세포 표면에 발현된다. NDV F CAR-T는 NDV F 단백질을 인지하여 종양세포를 사멸시킨다. 이 접근법은 표적 단백질의 존재 여부와 무관하게 다양한 적응증을 가진 환자에게 적용될 수 있다. 종양 이질성으로 인한 종양 재발 위험을 최소화하기 위해 항원을 전달하는 데 NDV를 활용한다. 또한, 인간 단백질이 아닌 온콜리틱 바이러스 유래 단백질을 표적으로 함으로써 오프타깃 독성을 완화한다. 더 나아가, 온콜리틱 NDV는 종양 미세환경 내에서 강력한 면역 반응을 유발하여 종양의 면역억제 조건을 변화시키고 CAR-T의 효능을 향상시킨다. 따라서 CLM-202는 고형 종양에 대한 다목적(multipurpose) 해결책이 될 수 있다. 우리는 NDV로 알려진 온콜리틱 바이러스와 병용할 수 있는 2세대 CAR-T 세포 치료인 NDV F CAR-T를 개발하였다. NDV F CAR-T는 NDV에 의해 감염된 세포에서 발현되는 F 단백질을 특이적으로 표적하도록 설계되었다. 이는 NDV 감염 세포의 F 단백질에 특이적으로 결합할 수 있는 항체로부터 유래한 단일 사슬 가변영역(single-chain variable fragment, scFv)을 포함한다. 다양한 고형 종양 적응증에서 종양세포에 대한 NDV F CAR-T의 활성을 평가하기 위해, 우리는 여러 실험을 수행하였다. 먼저, NDV 감염 종양세포에서 F 단백질 발현을 확인하였다. 또한, NDV 감염 종양세포주에서 NDV F CAR-T가 세포 사멸을 유도할 수 있는 능력을 확인하기 위해 세포독성(cytotoxicity) 시험을 수행하였다. 더불어, 생체 내(in vivo) 모델에서 NDV F CAR-T의 효능을 평가하기 위해 직위성(orthotopic) 마우스 모델을 확립하였다. 이 모델에서 효능 시험을 위해, 종양 내(intratumoral) 주사로 NDV를 투여한 뒤 단회(single-dose)로 NDV F CAR-T를 투여하였다. 우리는 서로 다른 적응증을 대표하는 모든 고형 종양 세포주에서 NDV가 감염을 유발하고, 감염된 종양세포에서 F 단백질 발현이 유도됨을 확인하였다. 또한, 이러한 다양한 종양세포에서의 NDV 감염은 NDV F CAR-T에 의한 강력한 종양세포 살해(tumor cell-killing) 활성과 그에 이은 CAR-T의 후속 활성화를 초래함을 관찰하였다. 나아가, 직위성 마우스 모델에서 NDV 투여 후 NDV F CAR-T를 투여하면 강력한 종양 성장 억제가 유도됨을 입증하였다. 요약하면, 본 연구는 NDV F CAR-T와 NDV를 활용하여 고형 종양에서의 CAR-T 세포 치료가 직면한 한계—종양 이질성 및 면역억제성 종양 미세환경—를 극복하기 위한 새로운 치료 전략인 CLM-202를 제안한다. 이 접근법은 다양한 적응증을 효과적으로 치료하는 것을 목표로 한다. 인용 형식: Soyoung Choi, Kiwan Kim, Sangeun Lee, Jeongeun Choi, Song-Jae Lee, Yong Gu Lee, Jeonghun Kim, Hoyoung Lee, Kisoon Kim, Man-Seong Park, Seong-Won Song. Revolutionizing solid tumor treatment: Viral protein-targeted CAR-T with oncolytic virus [abstract]. In: Proceedings of the American Association for Cancer Research Annual Meeting 2024; Part 1 (Regular Abstracts); 2024 Apr 5-10; San Diego, CA. Philadelphia (PA): AACR; Cancer Res 2024;84(6_Suppl):Abstract nr 6656.

최근 연구들은 마이크로바이옴이 면역치료의 임상적 활성(임상 효과)을 조절할 수 있는 핵심 요인임을 강조해 왔다. 그러나 마이크로바이옴의 역할은 서로 다른 면역치료들에 따라 상당히 다르게 나타나며, 이는 각 유형의 면역치료에서 마이크로바이옴이 수행하는 정확한 기능을 이해하는 것이 중요함을 시사한다. 많은 선행 연구가 주로 면역관문억제제(immune checkpoint inhibitors)에서 마이크로바이옴의 역할을 요약하는 데 집중해 온 반면, 본 연구는 이전 리뷰에서 드물게 다루어졌던 배경을 바탕으로 중간엽 줄기세포 치료(mesenchymal stem cell therapy), 키메라 항원 수용체 T 세포 치료(chimeric antigen receptor T cell therapy), 항체 기반 치료(예: adalimumab, infliximab, bevacizumab, denosumab 등)와 같은 다른 면역치료에서의 마이크로바이옴에 대한 새로운 측면을 탐색하고자 한다. 또한 마이크로바이옴 및 미생물 대사산물을 활용하여 면역치료의 임상 반응을 향상시키기 위한 혁신적인 전략들을 제시한다. 종합적으로, 본 원고는 연구자들에게 새로운 통찰과 혁신적인 접근을 제공하여, 마이크로바이옴을 활용한 차세대 맞춤형 치료 중재의 개발을 촉진할 수 있을 것으로 기대한다.

초록대부분의 고형 종양은 서로 다른(직교하는) 항원을 발현하는 다수의 클론으로 구성되어 있으며, 이는 이질적인 고형 종양을 치료하기 위해 키메라 항원 수용체(CAR) T-세포 치료를 적용할 수 있는 새로운 전략의 개발이 필요함을 시사한다. 여기서는 조절 가능한 저분자량 이특이(비스페시픽) 어댑터의 칵테일을 활용하였는데, 각 어댑터는 플루오레세인에 서로 다른 종양 특이 리간드를 연결한 형태로 구성된다. 이는 조작된 T 세포 상의 항-플루오레세인 CAR와 암세포의 고유 항원 사이를 연결하기 위한 것이다. CAR T 세포와 암세포 사이에서 면역학적 시냅스가 형성됨으로써, NSG 마우스에 동시 이식된 항원성(antigenicity)이 서로 다른 다양한 고형 종양을 제거하는 데 단 하나의 항-플루오레세인 CAR T 세포를 사용할 수 있었다. 본 자료에 근거하여, 항-플루오레세인 CAR T-세포와 결합한, 신중하게 설계된 이특이 어댑터 칵테일은 많은 CAR T-세포 치료 이후 질병의 재발로 이어지는 종양 항원 회피 기전을 극복할 수 있음을 제안한다.의의:종양을 표적하는 이특이 어댑터의 칵테일은 이질적인 종양에 대한 CAR T-세포 치료를 크게 증강시키며, 표준 CAR T-세포 치료가 실패했던 암종에 대해 더 광범위하게 적용될 가능성을 부각한다.

면역치료는 암 치료를 혁신해 왔다. 특히 면역관문 억제(immune checkpoint blockade), 이중특이 항체(bispecific antibodies), 그리고 입양적 T-세포 전달(adoptive T-cell transfer)은 혈액종양과 고형암에서 전례 없는 임상적 성과를 도출하였다. T 세포 기반 면역치료는 여러 기전의 작용을 갖지만, 궁극적 목표는 암세포의 아포토시스(apoptosis)를 유도하는 것이다. 아포토시스 회피는 암 생물학의 핵심 특징이라는 점에서 놀라운 일은 아니다. 따라서 암세포의 아포토시스에 대한 민감도를 높이는 것은 암 면역치료의 임상적 결과를 개선하기 위한 핵심 전략을 이룬다. 실제로 암세포는, T 세포에서의 아포토시스를 촉진하는 특징과 더불어 치료를 회피하기 위한 특성 외에도, 아포토시스에 저항하기 위한 여러 내재적 기전을 지닌 것으로 특징지어진다. 그러나 아포토시스는 양면성을 가진다. 즉 아포토시스가 T 세포에서 발생할 경우, 이는 면역치료의 실패에 있어 결정적인 기전으로 작용한다. 본 총설은 암세포에서 아포토시스 감수성을 증가시켜 T 세포 기반 면역치료를 강화하려는 최근의 노력들을 요약하고, 종양 미세환경에서 세포독성 T 림프구의 생존을 조절하는 데 있어 아포토시스의 역할과 이 문제를 극복하기 위한 잠재적 전략을 논의할 것이다.

nmole/kg에서 mg/kg로 CAM 단위 변환