임상 속 ‘CRISPR-Cas9’ 본격 등장, 두드러진 역할은

LCA 환자 첫 임상 시작…면역질환, 코로나19 진단에도 적용

CRISPR-Cas9 유전자 편집 기술의 실제 임상 사례가 속속 등장함에 따라, 다양한 질환서 이를 활용한 치료 방향의 폭이 넓어질 것으로 기대된다.

8일 JAMA 게재된 트레이시 햄튼(Tracy Hampton) 박사 논문에서는 ‘CRISPR-Cas9’의 실제 임상 활용 방향에 대해 이같이 설명했다.

논문에 따르면 3월 유전성 맹목 증상을 보이는 레베르 선천성 흑암시(Leber Congenital Amaurosis,LCA)환자가 최초로 CRISPR-Cas9 유전자 편집 기술을 이용한 치료제를 직접 투여 받았다.

 

연구팀은 “세균 방어 시스템인 CRISPR-Cas9이 처음 입증된 이래로 현재 18명의 환자의 임상 1, 2단계로 오기까지 10년이 채 걸리지 않았다”며 “특히 이 기술은 다른 편집기술과 비교할 때 여러 부분에 한꺼번에 적용할 수 있어 매우 효율적이다. 유전적 변형의 배열을 안전하고 경제적으로 교정 할 수 있도록 가능성을 열어줬다”고 말했다.

이번 연구팀의 블라인드 연구는 최근에 시작된 약 24개의 CRISPR 관련 임상시험 중 첫 번째  실험의 일부로, 레베르 선천성 흑암시, 혈액 질환, 면역세포 질환와 같은 단일 질병을 유발하는 유전자 변형을 교정하는 것이 목표다.

또한 연구자들은 다양한 암과 HIV를 치료하기 위해 CRISPR를 기반으로 면역 세포 변형 실험을 진행하고 있으며 결핵과 같은 질환의 진단에도 이용하고 있다. 특히 이번 해 3월말 코로나19를 일으키는 바이러스인 SARS-CoV-2를 진단하기 위한 방법으로 연구되기도 했다.

일례로 펜실베이니아 대학교 연구원들은 CRISPR-Cas9를 사용해 진행된 골수종 또는 육종이 치료에 반응하지 않은 3명을 대상으로 그들의 T세포를 조작, 생체 외 접근법을 사용해 면역 기능을 제거하고 3개의 유전자를 결실했다.

그 결과, 암 특이 적합성 T-세포 수용체(TCR)의 발현이 향상되고 항종양 면역을 향상시켰다. 이러한 방법은 CAR-T 세포 요법과 기전이 유사하지만 CRISPR-Cas9은 환자에게 교정된 조직이 직접적으로 주입된다는 점이 다르다.

국내서도 기초과학연구원(IBS)과 울산과학기술원(UNIST)은 크리스퍼-카스13(CRISPR-Cas system)으로 코로나19의 증식을 차단하는 연구를 진행 중이다. 연구팀은 코로나19의 RNA를 자르는 유전자 가위를 환자의 세포로 전달하기 위해 아데노부속바이러스(AAV)를 사용해 인간 유전체에겐 영향을 주지 않도록 했다.

햄튼 박사는 논문을 통해 “CRISPR의 임상적 적용은 혈액과 눈뿐만 아니라 간 질환에 까지 나아가고 있다”면서도 “다만 원하는 세포에 안전하게 정확히 전달하는 시스템 개발이 절실하다”고 전했다. 

최근 이러한 CRISPR 기술을 이용한 치료제 및 진단 개발에 앞장선 기업들이 나타나고 있다.

미국 상가모 테라퓨틱스(Sangamo Therapeutics)는 화이자와 협력해 'SB-525'를 포함한 혈우병 A에 대한 재조합 아데노관련 바이러스(AAV) 유전자 치료법을 개발했고, 현재 헌터증후군 환자을 대상으로 생체 내(in vivo) 유전자편집 기반 치료제의 임상시험이 진행 중이다. 

인텔라 테라퓨틱스(Intellia Therapeutics)는 리제네론(Regeneron Pharmaceuticals)과의 CRISPR-Cas 유전자편집 기술 라이센스를 체결한 후, 간 질환 치료제를 개발 중이다. 

에디타스 메디신은 앨러간과 함께 유전질환인 레베르 선천성 흑암시 환자의 눈에 직접 크리스퍼 유전자가위를 주사하는 임상시험이 진행 중이며, 중증 질환을 표적으로 하는 최대 5개 프로그램의 개발 및 상업화 권리를 확보했다.

그 외에도 글락소스미스클라인(GSK)은 UC버클리, UC샌프란시스코와 유전체연구소(LGR)를 설립할 계획이며, 머크는 이달 7일 자사의 크리스퍼-크롬(CRISPR-chrom) 기술로 미국특허청 (USPTO)으로부터 특허를 받았다.