CAR (Chimeric Antigen Receptor) 치료제 개발 원스톱 기술 지원

1. 개요

CAR 치료제는 환자의 면역세포(T, NK 세포)를 체외에서 조작하여 암세포 표면의 특정 단백질 항원을 인식하는 CAR를 면역세포 표면에서 생성하도록 만든 뒤 다시 환자에게 주입하는 방식의 유전자 치료제입니다.

 [그림 1] CAR 치료제 개요

CAR 치료제의 기본구조는 extracellular domain (ectodomain), transmembrane domain (TM), intracellular domain (endodomain)으로 구분됩니다. Ectodomain은 항원을 인식하는 부위로 항체의 scFv (single chain variable fragments)로 구성된 antigen binding domain과 scFv 부위를 TM과 연결하는 spacer/hinge로 구성되어 있으며, endodomain은 보조자극신호가 전달되는 co-stimulatory domain과 면역세포를 활성화 시키는 activation domain으로 구성되어 있습니다.

CAR 치료제는 기존의 치료제가 갖는 한계 및 부작용 극복을 위한 기술이 지속적으로 개발되었고, 도입하는 보조 자극 인자의 유무 및 개수에 따라서 1세대, 2세대, 3세대로 구분되며 최근에는 다양한 기능을 추가한 4세대 CAR 치료제가 개발되고 있습니다. 또한 기존 CAR-T 치료제의 자가면역세포치료제 (autologous therapy) 로서의 한계를 극복하고자 유전자가위기술과 줄기세포 기술을 CAR 치료제 개발에 접목시켜 타가 치료제 (allogeneic therapy) 개발에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있습니다.

CAR-T 치료제는 2011년 8월에 U. Penn의 Carl. H. June 교수가 이끄는 연구팀의 임상시험 결과가 처음으로 보고된 후, 2017년에 노바티스의 Kymriah가 최초로 미 FDA 시판 승인을 획득하였다. 이후 지난 5년 동안 Kymriah를 포함하여 총 5개 품목의 CAR-T 치료제가 미 FDA 시판승인을 거쳐 판매되고 있는 가운데, 글로벌 CAR 치료제 시장은 기존 승인 의약품들의 적응증 확대 및 신규 의약품의 지속적인 출시로 고성장 하고 있습니다.

 [그림 2] CAR-T 치료제 세대별 구조 및 4세대 CAR-T의 컨셉

 [표1] 출시된 CAR-T 치료제

  

상품명	개발사	승인 년도	타겟 항원	적응증
KYMRIAH	Novartis	2017	CD19	ALL, DLBCL
YESCARTA	Kite Pharma	2017	CD19	DLBCL, BCL,  Follicular lymphoma
TECARTUS	Kite Pharma	2020	CD19	Relapsed or refractory mantle cell lymphoma
BREYANZI	BMS	2021	CD19	DLBCL, BCL, Follicular lymphoma
ABECMA	BMS	2021	CD19	Relapsed or refractory multiple myeloma

2. CAR 치료제 개발 원스톱 기술 소개

신약개발지원센터 최적화지원부 첨단의약품팀에서는 CAR 치료제 개발 초기단계부터 후보물질 도출까지 원스톱으로 지원할 수 있는 기술을 구축하여 국내의 다양한 CAR 치료제 개발을 지원하고 있습니다.

  

[그림 3] CAR 치료제 개발 원스톱 지원 Workflow

1) 항체의약품팀 연계 서비스, 2) 실험동물센터 연계 서비스

    A. CAR construction 및 렌티바이러스 제작

     - 2세대, 3세대 CAR 보유 및 customized lentiviral CAR 제작

     - 다양한 규모의 렌티바이러스 생산 (~ 5 L)

     - 고역가 렌티바이러스 생산 및 정제

    B. CAR-T, -NK 제작 및 분석

[그림 4] CAR 치료제 기술 요약 및 관련 장비

3. CAR 치료제 개발 지원 사례

 현재까지 산학연 CAR-T, -NK 치료제 개발 9건을 지원하였습니다.

  [표2] CAR 치료제 개발 지원 사례 

의뢰 기관	시험물질 종류	시험 종류
대학	CAR-T	CAR 탑재 렌티바이러스 제작
연구기관	CAR-T, -NK	CAR-T 제작 및 CAR-T, CAR-NK in vitro, in vivo 효능 평가
민간	CAR-T	신규 scFV 발굴부터 in vitro 효능 평가 원스톱 지원
민간	CAR-T	CAR-T 제작, in vivo 효능 평가 및 동물 모델 혈중 면역세포 분석
민간	CAR-T	CAR-T 제작 및 in vitro 효능 평가
민간	CAR-T	CAR-T 제작, in vivo 효능 평가 및 동물 모델 혈중 면역세포 분석
민간	CAR-T	동물 모델 혈중 면역세포 분석
민간	CAR-T	CAR-T 제작 및 in vitro 효능 평가 수행 중
민간	CAR-NK	신규 scFV 발굴부터 in vitro 효능 평가 원스톱 지원 중

첨단의약품팀 팀장 정효영 책임연구원 (043-200-9371, hchung@kbiohealth.kr)

첨단의약품팀 실무 강영주 선임연구원 (043-200-9259, kyj@kbiohealth.kr)