면역 항암제, Immune checkpoint inhibitor의 원리 및 종류

최근 종양학 분야에서의 신약 개발 및 암치료에 대한 관심사는 온통 면역 항암제, Immune checkpoint inhibitor에 쏠려 있습니다. 그래서 이번 포스팅은 면역항암제의 작동 원리와 종류, 및 신약 개발 등에 대해서 정리해 보고자 합니다. 사실 면역 항암제가 핫하게 떠오른 것은 최근의 일이지만, 기본적인 작동 기작에 대해서는 이미 오래전부터 알려져 있었습니다.

 

우리 몸의 면역 체계는 자기는 인식해서 보호하고, 외부의 항원 (Antigen) 또는 침입자 (Invader)를 인식해서 공격하는 검문의 기능 (Checkpoint)을 하고 있습니다. 이때 중요한 역할을 하는 세포가 T 세포인데, 정상적인 면역 반응 체계에서 T세포는 돌연변이가 발생하여 문제가 있는 종양 세포를 공격해서 제거하게 됩니다. 그러나 암세포는 이러한 면역 반응으로부터 벗어나서 증식하기 위해, 아군으로 위장하는 방법으로 PD-L1 (Programmed Death Ligand-1) 을 발현시키고 정상적인 면역 반응으로부터 회피하게 됩니다.

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[PD-1, PD-L1 결합을 통한 T cell의 자가 인식 과정] 암세포는 면역 세포의 공격을 PD-L1을 발현함으로써 자기로 인식하도록 하여, 공격을 피하는 escape mechanism을 가지고 있는데, 면역 항암제는 이러한 PD-1과 PD-L1 간의 결합을 방해함으로써 정상적인 면역 반응을 통해 암세포가 제거될 수 있도록 합니다.

위와 같은 암세포의 면역 체계 회피 반응을 무력화하기 위해서 개발된 신약들은 크게 3군데를 타겟으로 하게 되는데, 아래 그림의 CTLA-4, PD-1, PD-L1이 해당됩니다. 신약들은 해당 타겟에 대한 specific antibody (특이 항체)로, 타겟과 결합하여 신호 전달을 차단하고 자아로 인식하여 면역회피를 하지 못하게 함으로써, 암세포가 정상적으로 T cell에 의해 제거될 수 있도록 하는 전략을 씁니다. 즉 이러한 신약은 면역 체계가 정상적일 경우에만 효과적으로 작동할 수 있습니다.

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[암종별 면역 항암제 반응 정도] Hodgkin 종양, melanoma, MSI-high 종양의 면역 항암제 반응률이 좋은 편입니다. 기타 두경부암, 소화기계 암들의 반응률은 20% 내외임을 알 수 있습니다.
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위와 같은 면역 항암제로 개발된 약물의 종류는 다음과 같습니다.

PD-1 inhibitors

  • Pembrolizumab (Keytruda)
  • Nivolumab (Opdivo)
  • Cemiplimab (Libtayo)

PD-L1 inhibitors

  • Atezolizumab (Tecentriq)
  • Avelumab (Bavencio)
  • Durvalumab (Imfinzi)

CTLA-4 blocker

  • Atezolimumab
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[암종별 면역 항암제의 개발 및 FDA 승인 시기]

앞으로 면역 항암제 분야의 신약 개발은 암종별로 효과적이고 특이적인 약물 선별 및 기타 항암제와의 병용 투여의 효과, 특정 돌연변이별로 반응 정도를 예측하여 효과적으로 치료가 예상되는 대상군을 선별하는 동반 진단 마커의 개발 등에 관심이 가고 있습니다.

관련 포스팅 보기>

동반 진단, Companion diagnostics란 무엇인가?

신약 개발과 임상 시험, 그리고 시판 후 조사

 

마지막으로 면역 항암제의 작동 기전에 대해서 잘 정리한 유튜브 영상이 있어, 첨부합니다.

 

 

[References]

Ribas, Antoni, and Jedd D. Wolchok. “Cancer immunotherapy using checkpoint blockade.” Science 359.6382 (2018): 1350-1355.

면역 치료 ACS 정리: https://www.cancer.org/treatment/treatments-and-side-effects/treatment-types/immunotherapy/immune-checkpoint-inhibitors.html

글쓴이: Jihoon Yoon

인체라는 소우주를 탐험하는 호기심 많은 연구자

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