난치성 재발성 다발성 골수종 치료를 위한 NKG2D-CAR-NK 세포의 임상 연구

다발성 골수종(MM)은 클론성 비정상 혈장 세포 증식을 동반하는 악성 질환입니다. 혈액계 종양 중 두 번째로 흔한 악성종양이다. 발병률은 2-3/100000이며 아직까지 치료가 불가능한 질환입니다. 최근에는 프로테아좀 억제제, 면역조절제, 항CD38 단클론항체 등 신약 기반 요법의 적용으로 다발성 다발성 골수종(MM) 환자의 관해율이 크게 향상되고 화학요법 관련 독성 부작용이 감소해 생존 기간이 연장됐다. 2~3년에서 5년 이상까지의 다발성 골수종. 강화 유도 요법 후 순차적 자가 조혈 줄기 세포 이식은 현재 조혈 줄기 세포 이식에 적합한 환자에게 선호되는 치료 전략입니다. 재발성 난치성 MM의 경우 차세대 경구 프로테아좀 억제제, 단일클론 항체 및 특정 세포 면역요법이 좋은 치료 효과를 보여주었습니다. 그러나 다발성 골수종은 여전히 ​​난치병으로, 재발성 및 불응성 다발성 골수종의 효능을 향상시키고 생존 기간을 연장하기 위해서는 보다 효과적인 치료 방법을 모색해야 합니다.

최근 몇 년 동안 CAR-T는 혈액암에서 상당한 치료 효과를 달성했습니다. 키메라 항원 수용체 T 세포(CAR-T) 면역요법은 최근 몇 년간 종양 입양 면역요법에 대한 급속히 발전하고 있는 새로운 접근 방식입니다. 주요 특징은 유전공학적 변형을 통해 종양 항원 특이적 수용체를 인식하는 T세포를 얻고, 표적화, 살상, 지속성을 부여하는 것이다. MM 항원 특이성을 이용한 CAR-T 연구도 수행되어 좋은 결과를 얻었습니다. CAR-T 세포 치료법은 B세포 성숙 항원(BCMA)이 CAR-T 세포 치료법의 명확한 표적이 되면서 MM에 대한 효과적인 새로운 치료법이 되었습니다. BCMA CAR-T 세포는 MM 환자로부터 유래된 MM 세포를 인식하고 죽일 수 있으며, 퍼포린 경로를 통해 MM 모델 마우스에서 항종양 효과를 발휘할 수 있습니다. 재발성/불응성 MM에 대한 항 마우스 유래 BCMA CAR-T 세포 치료법의 전체 유효율은 81%에 달할 수 있으며, 환자의 완전 관해율은 55.5%, 엄격한 완전 관해(sCR)는 13.3%입니다. 그러나 CART 세포치료제의 적용 시간이 길어질수록 재발은 피할 수 없는 문제로 남아 있으며, CR을 받은 환자의 약 40%가 여전히 재발을 경험하고 있습니다. 한편, 다중 표적 CAR-T가 완화 기간을 연장하고 재발을 줄일 수 있다는 연구 결과가 나왔습니다. MM 세포 표적의 적용 범위를 확장하고 제대로 분화되지 않은 MM 세포를 제거하면 재발성 난치성 MM 치료에서 CAR-T의 효능이 더욱 향상될 수 있습니다. 마우스 실험 모델에 대한 연구에 따르면 항-CS1 CAR-T와 항-BCMA CAR-T의 조합이 항-BCMA CAR-T를 단독으로 사용하는 것보다 골수종 세포에 더 나은 치료 효과를 갖는 것으로 확인되었습니다. 임상 시험에서는 재발성 및 불응성 다발성 골수종(MM)의 치료를 위해 인간화 항 CD19 CAR-T 세포 주입과 마우스 유래 항 BCMA CAR-T 세포를 결합하여 사용하는 것이 확인되었으며, ORR은 95.2%, MRD 음성 전환율은 81.0%였습니다. 그러나 추적관찰 기간이 길어짐에 따라 환자들은 점차 재발을 경험하게 된다. 따라서 다발성 골수종 치료에서 CAR-T 치료법이 긍정적인 임상 결과를 보여주었음에도 불구하고 재발은 극복하기 어려운 문제로 남아 있으며, 이 문제를 해결하기 위해서는 더 많은 치료 방법이 필요합니다.

CAR-T 세포는 강력한 종양 살상 능력과 특정 표적 결합을 갖고 있지만 CAR-T 치료의 문제점은 무시할 수 없습니다. 첫째, CAR-T 치료법에는 주로 다음과 같은 독성 부작용이 있습니다. (1) 자가면역 독성은 주로 "표적/비종양" 독성 반응을 의미합니다. CAR 세포는 종양세포를 공격함과 동시에 동일한 항원을 발현하는 정상조직도 공격해 정상조직에 손상을 입힌다. (2) 생리학적 상태를 넘어서는 높은 수준의 면역 활성화로 인해 발생하는 비항원특이적 독성인 세포 인자 방출 증후군(CRS)도 CAR-T 세포 면역치료의 가장 두드러진 독성 반응이다. CRS는 종종 IL-2, IL-6, IL-10, TNF-α 및 IFN-γ와 같은 다양한 염증성 사이토카인의 증가를 동반합니다. CRS의 임상 증상은 매우 다양하며 발열이 가장 흔하고 근육통, 메스꺼움, 불안정한 저혈압 및 저산소증이 자주 발생합니다. 전반적인 증상은 가벼운 독감과 같은 증상부터 호흡 곤란, 다발성 장기 기능 장애, 심지어 부전과 같은 심각한 생명을 위협하는 증상까지 다양합니다. (3) 신경독성은 일부 피험자에서도 나타났는데, 이는 주로 의식 흐림, 혼수상태, 실어증, 운동 장애, 발작 등의 증상을 포함하는 예상치 못한 독성 부작용입니다. 둘째, CAR-T 세포의 준비주기가 길어 질병 진행이 빠른 환자에게는 적합하지 않습니다. 현재 연구 집단에서 CAR-T 세포 준비는 대부분 자가 말초 혈액 수집 및 렌티바이러스 형질감염을 기반으로 합니다. T세포는 환자에게 다시 도입되기까지 분류, 활성화, 형질감염, 증폭 등 일련의 작업을 거쳐야 하며, 일반적으로 2~3주가 소요된다. 한편으로는 질병 진행이 빠른 환자의 긴급한 치료 요구를 충족시킬 수 없으며, 다른 한편으로는 장기 체외 배양은 생체 내에서 CAR-T 세포의 과도한 분화로 이어져 생존율, 증식, 생체 내 살상 능력, 치료 효능 감소. 마지막으로, CAR-T의 효능은 초기 화학요법에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 현재 CAR-T의 임상 적용은 대부분 자가 T 세포에 의해 준비되며, 재발성/불응성 AML 환자는 여러 화학요법 치료를 받아 T 세포 기능이 손상되어 CAR-T의 효능과 환자 예후에 영향을 미칩니다. 따라서 새로운 대체 치료법을 모색할 필요가 있다.

NK세포는 체내의 중요한 면역세포이자 선천면역의 중요한 구성요소이다. 생리학적 조건 하에서 NK 세포 억제 수용체는 정상 조직 세포의 표면에 광범위하게 발현되는 MHC 클래스 I 분자를 인식하여 NK 세포 기능을 억제하고 자신의 정상 조직 세포를 죽이는 것을 방지합니다. 종양 조직에서는 종양 세포 표면의 MHC 클래스 I 분자 발현의 하향 조절로 인해 NKp30, NKp44, NKp46과 같은 수용체를 활성화하는 리간드가 상향 조절되어 NK 세포 활성화를 유도하고 궁극적으로 종양 세포를 죽입니다. CAR-NK 세포는 NK 세포 표면에 CAR 분자를 발현하고, CAR을 통해 표적 항원을 인식하며, 나아가 NK 세포를 활성화시켜 종양 세포를 사멸시킨다. CAR-NK 세포의 CAR 구조는 일반적으로 세포외 항원 결합 도메인, 막횡단 도메인, 세포내 활성화 도메인의 세 부분으로 구성되며 이는 CAR-T 세포 치료에 사용되는 CAR 구조와 매우 유사합니다. 다양한 세포내 도메인에 따라 CAR 구조도 그에 따라 비교되고 검증됩니다.

CAR-T 세포 치료와 비교하여 CAR-NK 세포는 입양 세포 치료에서 고유한 장점을 가지고 있습니다. 1) CAR-NK 세포가 사이토카인 폭풍을 경험할 확률은 낮습니다. IL-1, IL-6 등 CAR-T 세포에서 분비되는 전염증성 사이토카인은 CRS를 유발하는 주요 사이토카인입니다. 활성 CAR-NK 세포는 일반적으로 TNF-α를 생성합니다. 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자(GM-CSF)와 T 림프구에 의해 생성되는 사이토카인의 유형 간에는 상당한 차이가 있습니다. 임상 연구에 따르면 CAR-NK 치료는 사이토카인 폭풍의 확률을 크게 감소시키는 것으로 나타났습니다. 2) CAR-NK 세포는 표적 항원의 발현이 낮거나 전혀 없는 종양 세포를 죽일 수 있는 다중 살해 메커니즘을 가지고 있어 표적 항원 음성 종양의 재발을 줄입니다. CAR-T 세포는 표적 항원의 발현이 낮거나 전혀 없는 표적 세포를 인식하기 어렵고, 이러한 세포는 제거되지 않아 종양이 재발하게 됩니다. CAR-NK 세포는 단일 사슬 항체를 통해 종양 표면 항원을 인식해 종양 세포를 죽일 뿐만 아니라, 다양한 수용체 인식 리간드를 활성화해 종양 세포를 죽이는 역할도 한다. 천연 세포독성 수용체(NKp46, NKp44 및 NKp30), NKG2D 및 DNAM-1 등이 있습니다. 또한, NK 세포는 Fc γ RIII(CD16)을 통과하여 항체 의존성 세포 독성을 유도하며, 여러 기전이 결합하여 이종 종양 세포를 사멸함으로써 종양 재발 위험을 감소시킵니다. 3) CAR-NK 세포의 동종 이식은 이식편대숙주병(GvHD)을 유발하지 않습니다. 시험 집단의 CAR-T 세포가 인간 백혈구 항원(HLA)과 일치하지 않는 건강한 기증자에 의해 생성된 경우, 동종 CAR-T 세포에 발현된 비자가 MHC가 면역 거부 반응을 유발하고 심각한 혈액학적 독성을 유발할 수 있습니다. NK 세포는 MHC 분자 인식에 의존하지 않는 선천성 면역 세포입니다. 동종 CAR-NK 세포는 GvHD 생산을 유도하지 않습니다. 4) NK 세포는 여러 화학요법 치료로 인해 세포의 질과 양이 영향을 받는 환자의 요구를 충족하기 위해 다양한 출처에서 나옵니다. NK세포는 인간 제대혈, 말초혈액, 유도만능줄기세포, NK-92 세포주에서 얻을 수 있다. 여러 화학요법 치료로 인해 충분한 세포를 채취하기 어려운 환자의 경우, 다양한 NK 세포 공급원을 통해 CAR-NK 치료의 필요성을 충족할 수 있습니다. 5) CAR-NK 세포는 적시에 '스팟형' 치료를 제공할 수 있다. NK 세포는 주요 조직적합성 복합체에 의해 제한되지 않으므로 동종 NK 세포를 변형하여 기성 CAR-NK 세포 치료법으로 개발하는 데 사용할 수 있습니다. 종양 진행이 빠른 환자의 경우 적시에 치료를 제공하여 세포 준비를 기다리는 데 따른 질병 진행을 피할 수 있습니다.

NKG2D 수용체는 NK 세포 발현을 발현하는 활성화 수용체입니다. 이는 종양 세포에서 발현된 NKG2D 리간드(NKG2DL)를 인식하고 NKG2D-NKG2DL 상호작용을 통해 NK 세포 살해 활성을 활성화할 수 있습니다. NKG2DL은 염색체 6번의 서로 다른 위치에 위치하며 MICA/MICB 및 ULBP를 포함한 두 유전자군에 속합니다. NKG2D 리간드는 종양 세포 또는 바이러스 감염 세포의 표면에서 다양한 수준으로 발현되는 반면, 정상 세포의 표면에서는 발현되지 않으며, 인간 종양 세포의 70% 이상이 NKG2D 리간드의 상향 조절을 나타냅니다. 우리의 이전 연구에서는 U266 골수종 세포주와 62% 이상의 MM 환자가 다양한 수준의 NKG2D 리간드를 발현하고 면역 세포가 NKG2D 수용체와 리간드 사이의 상호 작용을 통해 MM 세포의 사멸을 중재할 수 있음을 보여주었습니다. MM에 대한 표적 NKG2DL CAR-NK 세포 치료법은 전임상 실험에서 우수한 치료 효과를 달성했습니다. 동시에 5명의 재발성 MM에는 치료 관련 이상반응, 용량 제한 독성 및 CRS 반응이 관찰되지 않고 NKG2D-CAR-NK 세포가 투여되었습니다. 전임상 연구에 따르면 NKG2D-CAR-NK는 단순히 확장되고 활성화된 NK 세포보다 MM 세포에 더 많은 세포독성 효과를 가지며, 이는 NKG2D-CRA-NK를 사용한 MM 치료의 기초를 제공합니다.

따라서 AML 치료를 위한 표적으로 NKG2DL을 선택하는 것은 세 가지 주요 이점이 있습니다. 한편으로는 종양 세포에서의 특이적 발현은 CAR-NK 약물의 안전성을 보장하고 심각한 표적 외 독성을 피할 수 있습니다. 또한 NKG2D 리간드의 다양성은 MM 세포 이질성 또는 단일 표적 결핍으로 인한 종양 재발을 어느 정도 방지하고 약물 효능을 더 잘 유지할 수 있습니다. 마지막으로, MM의 치료 표적으로 NKG2DL은 긍정적인 임상 데이터를 얻었습니다. 따라서 연구진은 재발성 다발성 골수종 치료에 NKG2D-CAR-NK 세포 병용 투여의 효능과 안전성을 평가할 계획이다. 본 연구의 임상 데이터는 재발성 난치성 MM에 대한 새로운 치료 계획에 대한 데이터 지원을 제공할 수 있습니다.