GCAR1 CAR-T 요법이란? 고형암 정복을 향한 캐나다 연구진의 돌파구

CAR-T 세포 치료제는 백혈병이나 림프종 같은 혈액암 치료에 혁명을 일으켰지만, 고형암은 여전히 난제로 남아 있었습니다. 이런 가운데, 캐나다 캘거리 대학(University of Calgary)과 맥마스터 대학(McMaster University) 연구진이 고형암의 장벽을 극복하기 위해 설계된 '퍼스트 인 클래스(First-in-Class)' CAR-T 치료제 GCAR1을 개발했습니다 . 이 글에서는 GCAR1의 작동 원리, 초기 임상 데이터, 그리고 고형암이 왜 CAR-T 요법에 저항해 왔는지 자세히 알아봅니다.

GCAR1이란?

GCAR1은 캘거리 대학과 맥마스터 대학 연구진이 개발한 2세대 키메릭 항원 수용체(CAR) T 세포 치료제입니다 . 이는 고형암을 대상으로 한 '캐나다 자체 개발' 최초의 치료제로 설명됩니다 . 자가(autologous) 치료제로, 환자 자신의 T 세포를 채취하여 실험실에서 유전자 조작을 거친 뒤 다시 환자에게 주입하여 암세포를 공격하도록 설계되었습니다 .

GPNMB 단백질과 GCAR1의 표적 메커니즘

GCAR1은 GPNMB(glycoprotein non-metastatic melanoma protein B)라는 세포 표면 단백질을 표적으로 합니다. GPNMB는 MiTF 전사 인자 계열에 의해 조절되는 1형 막관통 당단백질입니다 . 이 치료제는 GPNMB 특이 단일클론 항체(CDX-011)에서 유래한 완전 인간화 단일쇄 가변 단편(scFv) 결합 도메인을 포함하는 CAR을 발현하도록 렌티바이러스 벡터로 환자의 T 세포를 유전자 변형합니다 .

GPNMB는 여러 고형암에서 높은 수준으로 발현됩니다 .

• 폐포 연부 육종(ASPS)
• 기타 MiT/TFE 융합 유전자 관련 암
• 일부 신세포암(RCC)
• 삼중 음성 유방암(TNBC)
• 역분화 다형성 육종(UPS)
• 교모세포종(GBM)

이러한 발현 패턴 덕분에 GPNMB는 임상적으로 검증되고 안전성이 입증된 면역치료 표적으로 자리 잡았습니다 .

폐포 연부 육종(ASPS) 초기 임상 결과

GCAR1의 첫 인체 임상 시험은 2023년에 완료되었습니다 . 현재까지 캘거리의 Arthur J.E. Child 종합 암센터에서 열린 임상 시험에서 두 명의 환자가 치료를 받았습니다 . 매우 초기 단계의 결과이지만, 주목할 만한 성과를 보였습니다.

• 한 환자의 생존 기간이 18개월 연장되었으나, 결국 암으로 사망했습니다 .
• 두 번째 환자는 유의미한 종양 축소를 경험했으며, 치료에 대한 반응이 지속되고 있습니다 .
• 연구진은 GCAR1이 ASPS 치료에 강력한 가능성을 보여준 최초의 치료법이라고 밝혔습니다 .

중요 주의사항: 이 결과는 극소수 환자(n=2)를 대상으로 한 것이며, 학술지에 게재된 동료 검토 논문이 아닌 뉴스 보도를 통해 알려졌습니다. 엄격한 1상 임상 데이터는 아직 의학 저널에 발표되지 않았습니다.

진행 중인 1/2상 임상 시험 및 추가 암종

현재 진행 중인 1상 연구(NCT07297667, 2026년 3월 시작 예정)는 재발성 또는 불응성 GPNMB 발현 고형암 환자를 대상으로 합니다 .

• 폐포 연부 육종(ASPS) – 주요 적응증
• 신세포암(투명 세포 아형 제외)
• 삼중 음성 유방암(TNBC)

재발성 ASPS를 위한 별도의 임상 시험(NCT06813417)도 활발히 진행 중입니다 .

고형암이 CAR-T 치료에 어려운 이유

CAR-T 치료제는 혈액암에서 큰 성공을 거두었지만, 고형암은 몇 가지 주요한 장애물에 직면해 있습니다 .

• 면역 억제 종양 미세환경(TME): 고형암은 조절 T 세포, 골수 유래 억제 세포, 억제성 사이토카인 등을 통해 CAR-T 세포 기능을 적극적으로 억압하는 적대적인 환경을 조성합니다 . 학계 리뷰에 따르면, TME는 CAR-T 세포의 이동을 방해하고, 대사 기능에 영향을 미치며, T 세포 고갈을 유발하는 면역 억제 환경을 만들어 치료 효능을 저하시키는 가장 큰 걸림돌 중 하나입니다 .
• 낮은 이동 및 침투율: CAR-T 세포는 조밀한 고형암 조직 속으로 침투하는 데 어려움을 겪습니다 . 종양 기질은 결합 조직과 비정상적인 혈관 구조로 구성되어 물리적 장벽을 형성하여 세포의 접근을 심각하게 제한합니다 .
• 항원 이질성 및 소실: 고형암은 종종 다양한 항원 발현 패턴을 보여, 항원 음성 암세포가 치료를 회피하고 재발을 유발할 수 있습니다 . 치료 압력 하에서 암세포는 항원 발현을 완전히 하향 조절하거나 소실시킬 수도 있습니다 .
• 진정한 종양 특이 항원의 부재: 많은 표적이 정상 조직에서도 발현되기 때문에 '표적-종양 외 독성'의 위험이 있습니다 . B 세포 악성 종양에서 CD19가 거의 완벽한 종양 특이성을 보이는 것과 달리, 대부분의 고형암 항원은 종양 관련 항원(TAA)으로 건강한 조직에서도 낮은 수준으로 발현됩니다 .
• 물리적 장벽: 섬유성 기질, 비정상적인 혈관화, 저산소증, 영양분 변화 등이 CAR-T 세포의 접근과 생존을 모두 방해합니다 . 학계 자료는 조밀한 세포외 기질과 암 관련 섬유아세포가 단단한 기질 네트워크를 형성하여 종양 중심부로의 접근을 차단한다고 설명합니다 .

GCAR1은 여러 고형암 유형에서 높게 발현되면서도 안전성 프로필이 잘 확립된 GPNMB를 표적으로 삼아 이러한 항원 특이성 문제를 해결하고자 합니다. 초기 결과는 적어도 일부 환자에서 이러한 장벽 중 일부를 극복하고 있음을 시사하지만, 이를 확인하기 위해서는 더 크고 동료 검토를 거친 연구가 필요합니다.