스탠퍼드 암 연구소 부소장이자 스탠퍼드 대학교 의과대학 소아과(혈액학/종양학) 및 내과 교수인 크리스탈 맥컬 박사는 초등학교 6학년 때 처음으로 의사가 되고 싶다는 꿈을 꾸었습니다. 맥컬 박사는 "저에게 큰 영감을 주셨던 여성 과학 선생님이 계셨어요."라고 말합니다. "해부학과 생리학에 대한 공부를 많이 했는데, 세상에서 가장 멋진 분야라고 생각했어요."
스탠퍼드 세포 및 유전자 의학 연구소의 의료 공동 책임자이기도 한 맥컬은 수련 기간 동안 목표를 다듬어 나가는 동안에도 자신의 꿈에 충실했습니다. 맥컬은 "심장외과 의사가 되고 싶다고 생각했어요."라고 말하며, "하지만 손재주가 별로 없었고, 수술실에 들어갈 때마다 코가 항상 가려웠어요."라고 덧붙였습니다.
얼마 지나지 않아 그녀는 자신에게 딱 맞는 분야를 찾았습니다. 바로 소아암 전문의였습니다. "이곳에 제 에너지를 쏟고 싶다는 생각이 들었어요. 이 세상에서 아이들의 암과 싸우는 것보다 더 좋은 싸움은 없으니까요."
그 이후로 맥컬의 연구는 전투의 전선을 정의하는 데 도움이 되었습니다. 1984년, 그녀는 암 면역 요법에 대한 초기 논문을 읽었습니다. 이 요법은 신체의 면역 체계를 이용하여 암세포에 대항하는 접근법입니다. "아무도 그것이 정말 효과가 있을 거라고 생각하지 못했습니다."라고 맥컬은 말합니다. 그녀는 "우리가 종양학에서 일종의 변두리였죠. 사람들은 우리가 좀 '낯선' 존재라고 생각했습니다."라고 말하며, 초창기를 아직도 생생하게 기억합니다.
볼드 멘토링
1989년, 그녀는 필립 피조 박사의 지도 아래 국립보건원에서 암의 면역 체계를 연구했습니다. 피조 박사는 국립암연구소 소아과장이었고, 나중에 2001년부터 2012년까지 스탠포드 대학교 의과대학 학장을 역임했습니다.
"크리스털은 초창기부터 면역학과 면역치료의 가능성에 헌신했습니다."라고 피조는 회상합니다. "저는 그 점에 정말 감명을 받았고, 그녀가 국립암연구소에서 자신의 비전을 추구하며 성장해 결국 제가 한때 맡았던 리더십 자리를 차지하는 모습을 지켜보며 뿌듯함을 느꼈습니다."
맥칼은 "필 피조는 저에게 무서운 질병을 앓고 있는 어린이를 대상으로 임상 연구를 하는 데 있어서 대담함을 보여주고, 어린이를 위한 새로운 치료법을 개발하는 데 있어서도 대담함을 보여주었습니다."라고 말합니다.
이러한 대담함은 맥칼이 20년 넘게 끈기 있게 노력하는 데 원동력이 되었고, 그녀와 동료들은 면역요법의 비밀을 점차 밝혀냈습니다. 초기 접근법은 효과를 보이기 시작했습니다. 맥칼은 "다른 모든 치료법에 내성을 보였던 암도 면역요법으로 조절하고 완화할 수 있었습니다."라고 말합니다.
그러다 2010년, 맥칼의 지휘 아래 국립암연구소가 신체의 자체 면역 반응을 활성화하는 표적 접근법으로 최초의 임상적 성공 사례 중 하나를 보고하면서 "모든 것이 바뀌었습니다." 맥칼은 "모든 것이 폭발적으로 발전했습니다."라고 덧붙였습니다. "이제 암 치료 분야에서 가장 큰 발전입니다."
지난 40년 동안 소아암 치료와 생존율에 많은 진전이 있었음에도 불구하고, 암 면역치료에 대한 연구는 여전히 절실히 필요합니다. 화학요법, 방사선요법, 줄기세포 이식과 같은 치료법 덕분에 소아암 환자의 5년 생존율은 한때 10%에 불과했지만, 이제는 85%를 넘어섰습니다. 그러나 희귀암의 생존율은 훨씬 낮으며, 표준 치료는 시간이 오래 걸리고 때로는 수년이 걸리며 심각한 부작용을 동반할 수 있습니다. ("원더걸에게도 영웅이 필요하다.”) 그리고 기존 치료법이 효과가 없거나 여러 번 재발하여 치료에 대한 반응이 낮아지는 어린이도 있습니다.
"암은 악마적입니다."라고 맥컬은 말한다. "암은 적응력이 뛰어나고, 계속해서 재발할 방법을 찾아냅니다. 우리는 암을 이겨내야 합니다."
타겟화된 접근 방식
암을 극복하는 그녀의 진전의 핵심 중 하나는 소아 종양과 성인 종양의 차이에 있습니다. 면역 세포는 이상을 찾아내는데, 성인 암에서는 돌연변이가 매우 많아 이러한 이상을 쉽게 발견할 수 있습니다. 맥캘은 소아 종양은 이상이 적기 때문에 "미성숙 세포처럼 보이기 때문에 면역 체계가 이를 알아차리지 못합니다."라고 말합니다. 직관에 어긋나 보일 수 있지만, 소아 종양의 상대적인 결함이 소아 종양과의 싸움을 더욱 어렵게 만드는 요인이기도 합니다.
맥캘은 백혈병과 같은 특정 유형의 종양에서 발견되는 세포를 표적으로 삼는 접근법의 가능성에 집중해 왔습니다. 그녀는 합성생물학이라고 부르는 기술을 사용하여 "우리는 새로운 것을 창조합니다. 면역 체계를 장악하는 것이죠."라고 말합니다. "마치 사냥개와 같습니다. 냄새를 맡고 '이걸 잡아라'라고 말하는 거죠." 소아암의 경우, 면역 체계를 이상이나 돌연변이로 유도하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 이상이나 돌연변이의 수가 충분하지 않기 때문입니다. "우리는 실제로 세포를 종양으로 유도해야 합니다."
T 세포, 즉 "블러드하운드"는 환자에게서 추출되어 맥캘의 비유에서 "냄새"로 불리는 키메라 항원 수용체(CAR)를 발현하도록 조작된 후, 환자의 혈류로 다시 유입되어 표적 면역 치료 반응을 시작합니다. CAR은 T 세포를 급성 림프모구 백혈병(ALL)의 CD19와 같은 특정 종양 세포로 유도합니다. 활성 용량 범위의 CD19-CAR 면역 요법으로 치료했을 때, 이전에 재발했거나 다른 치료 옵션이 없었던 임상 시험에 참여한 ALL 소아 환자들은 이미 80%의 반응률을 보이고 있습니다. 또한 이 치료법은 표준 치료법보다 치료 기간이 짧으며, 장기적인 부작용도 적을 것으로 예상합니다. 맥캘은 가까운 시일 내에 FDA의 CD19-CAR 승인을 기대합니다.
CD19-CAR의 강력한 결과를 바탕으로, 맥칼과 그녀의 팀은 두 번째 표적인 CD22를 연구했습니다. CD22에 대한 임상시험은 2015년에 시작되었으며, 맥칼은 곧 결과를 발표할 예정입니다. 이제 두 번째 표적을 확보함으로써 의사들은 각 표적을 순차적으로 시도하는 것 외에도 두 표적을 동시에 공격할 수 있는 기회를 얻게 되었습니다. 맥칼은 "한 번에 한 단계씩 시도하는 것은 종양이 적응할 시간을 너무 많이 주는 것 같습니다."라고 말하며, "그래서 이제 최초의 이중 CAR을 개발하게 되었습니다."라고 덧붙였습니다. CD19와 CD22를 표적으로 하는 이중 CAR의 첫 번째 인체 임상시험은 몇 달 안에 스탠퍼드와 미국 국립암연구소에서 시작될 예정입니다.
맥칼은 면역 요법의 발전을 촉진하는 것 외에도, 매우 드물지만 신경 독성을 포함할 수 있는 부작용에 대한 연구를 계속할 것을 결심했습니다. "면역 체계를 활성화하면 암과 싸우기 위해 매우 강력하게 활성화해야 하는데, 이는 때로는 심각한 부작용을 초래할 수 있으며, 때로는 생명을 위협할 수도 있습니다."라고 맥칼은 말합니다. "우리는 더 나은 암 치료법을 발견하고, 새로운 치료법을 개발하고, 임상에 적용하기 위해 노력할 뿐만 아니라, 독성에 대해 연구하고 치료를 더 안전하게 만들기 위해 노력하고 있습니다."
연구 가속화
소아 암 면역요법 연구를 조기에 상당한 투자로 지원하기 시작한 두 단체는 Stand Up 2 Cancer와 St. Baldrick's Foundation입니다. 두 단체는 2013년부터 맥칼이 공동으로 이끄는 8개 기관으로 구성된 소아암 드림팀(Pediatric Cancer Dream Team)에 자금을 지원하기 시작했습니다. 루실 패커드 소아병원 스탠퍼드는 맥칼이 스탠퍼드 대학교 의과대학 교수진에 합류한 2016년 1월 소아암 드림팀에 합류했습니다. 자선가이자 기업가인 션 파커가 이끄는 새로운 파커 암 면역요법 연구소(Parker Institute for Cancer Immunotherapy) 또한 인프라와 연구를 지원합니다.
이러한 자금 지원에도 불구하고, 소아암은 여전히 막대한 지원 기회를 제공합니다. 맥칼은 "암은 하나의 질병이 아닙니다."라고 말합니다. "여러 질병이 복합적으로 작용합니다. 각 질병마다 표적이 다르고, 이를 개발하기 위해 각기 다른 연구진이 필요합니다. 질병을 제대로 이해하지 못하면 질병을 표적으로 삼을 수 없기 때문입니다. 바로 이것이 이 새로운 CAR 접근법의 장점입니다. 고형암이나 혈액암 치료에도 적용 가능하며, 다른 치료법과 병행하여 사용할 수도 있습니다."
맥칼은 "우리가 다음에 다룰 수 있는 기회는 무궁무진합니다."라고 덧붙였다.
"하지만 지금 당장은 자원에 따라 선택해야 합니다. 더 많은 예산이 있으면 더 많은 암을 동시에 치료할 수 있을 겁니다."
맥컬이 이 연구를 주도함에 따라, 스탠퍼드는 소아 종양학 분야를 새로운 발견과 치료의 영역으로 이끌어 소아암에 대한 이해뿐 아니라 이를 근절하기 위한 노력까지 재정의하는 데 기여할 것입니다. 과학 수업을 즐기던 6학년 여학생이 이 연구를 통해 보여준 고무적인 성과입니다.
이 기사는 2017년 봄호에 처음 게재되었습니다. 루실 패커드 어린이 뉴스.
듣기: Crystal Mackall이 수십 년 동안 암에 가장 큰 타격을 준 것에 대해 논의합니다. supportLPCH.org/fight.
