네오이뮨텍, 지속형 IL-7 "혈액암서 CAR-T 효능 높여"

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[ASH 2018 미리보기②]지속형 IL-7 'NT-I7', 워싱턴대 의대 'off-the-shelf' CAR-T 치료제 UCART19, UCART2 T세포 증식, 항종양 효과↑...2가지 림프종 모델서 NT-I7+UCART 병용투여시 생존기간 늘리고 종양부담 줄여

네오이뮨텍은 오는 12월1일부터 열리는 '미국 혈액학회(ASH) 2018'에서 지속형 인터루킨-7 'NT-I7(rhIL-7-hyFc, 하이루킨-7)'과 T세포 주입 치료법(adoptive T cell therapy)을 병용투여한 데이터를 첫 공개한다. NT-I7과 워싱턴대 의대 연구팀이 개발한 'off-the-shelf' CAR-T(universal CARTs, UCART)를 림프종 모델에 같이 투여했다. 이번 발표는 네오이뮨텍과 공동 연구를 진행하는 워싱턴대 의대 연구원이 1일(포스터), 2일(구두) 발표한다. 네오이뮨텍과 워싱턴대는 올해 7월 미국에 해당 내용을 다루는 특허를 가출원했다.

네오이뮨텍과 워싱턴대 의대 연구팀은 2개의 림프종 쥐 모델에서 NT-I7이 UCART 세포의 증식, 지속성, 종양 살상능력을 높인 것을 관찰했다. 그 결과 생존 기간도 늘어났다. 임상에서 NT-I7을 CAR-T 세포 수와 생존 기간을 늘리는 어쥬반트(adjuvant)로 이용할 수 있는 가능성을 보여준다. 네오이뮨텍은 내년 CAR-T 세포 치료제에 NT-I7를 적용하는 임상을 준비하고 있다.

워싱턴대 의대 존 디페르시오(John F. DiPersio) 연구팀은 UCART19, UCART2 등 혈액암 후보물질을 WUGEN에 기술이전했다. WUGEN은 올해 설립한 동종이식 CAR-T(allogeneic CAR-T) 전문 바이오텍이다. 리버베스트 벤처 파트너스(RiverVest Venture Partners)에 있던 존 멕컨(John McKearn) 박사가 대표직을 맡았다.

그밖에 다양한 그룹이 IL-7이 T세포 혈액암 치료제에 미치는 영향을 보여주는 연구 결과를 발표할 예정이다. 그중 알로진 테라퓨틱스(Allogene Therapeutics)가 T세포의 항종양 효과를 높이기 위해 동종유래 CAR-T 치료제와 IL-7, IL-15 병용투여 결과가 눈길을 끈다. 이번 ASH에서는 CAR-T 분야 중에서, 동종유래 CAR-T 치료제와 IL-7을 병용투여하는 접근법이 시도되는 움직임을 볼 수 있었다.

①CD19+ 림프종, UCART19+NT-I7(12/1, 포스터 발표)

CAR-T 세포가 투여된 후 환자의 몸 안에서 오랫동안 있어 항암 작용을 해야 한다. 그러나 일부 환자에게서는 투여한 CAR-T 세포가 잘 증식하지 못하거나 지속성(persistence)이 짧아, 항암 효과가 떨어진다. 종양 세포는 면역체계 감시를 벗어나 질병이 재발하는 원인이 된다. 실제 CAR-T를 주입한 다음 약 4~33.9% 환자에게서 암이 재발했다(J Leukoc Biol. 2017 Dec;102(6):1347-1356).

두 연구팀은 NT-I7과 CAR-T를 병용투여해 T세포의 증식, 분화, 항종양 효과를 테스트했다.

워싱턴대 의대 연구팀이 개발한 동종유래 CAR-T(CD19 universal CARTs, UCART19)는 렌티바이러스를 이용해 CD19 scFv에 3세대 CAR(시그널링 분자: CD28, 4-1BB)을 도입했다. 동종유래 CAR-T를 만들기 위해 크리스퍼(CRISPR/Cas9) 기술로 TRAC(TCRα-constant)를 없앴다. UCART19는 쥐에서 이식편대숙주병(GVHD)을 일으키지 않았다(10.1038/s41375-018-0065-5).

약물을 투여하기 4일 전에 면역력이 저하된 NSG 마우스에 B세포 버킷 림프종 세포(ramos cell, 5x10^5)를 주입해 동물 모델을 만들었다. 이러한 CD19+ 림프종 이종이식(xenograft) 모델에 UCART19(2x10^6 세포)를 주입한 다음 1, 15, 19일에 NT-I7(10mg/kg)을 3회 피하주사로 주입했다.

그 결과 NT-I7을 투여한 그룹은 약물을 투여하지 않은 쥐보다 오래 살았다(24일 vs 21일, p=0.018). UCART를 투여한 그룹은 33일 생존했으며, UCART19와 NT-I7을 병용한 그룹은 90일까지 모두 살아 있었다(Fig. 1a). UCART19 세포 숫자도 추적했다. UCART19+NT-I7를 투여하자 쥐의 혈액, 골수, 비장에서 UCART19 세포 수는 4주 후 최대 8000배까지 증가했다(Fig 1b). 이때 UCART19는 주로 작용 T세포(Te), 작용기억 T세포(Tem) 표현형을 가졌다.

②피부 림프종, UCART2+NT-I7(12/2, 구두 발표)

다음으로 연구팀은 피부 림프종인 세자리증후군(Sézary Syndrome, SS) 모델에서 UCART와 NT-I7 병용 요법을 테스트했다. 아직 마땅한 세자리증후군 치료제가 없다. 보통 세자리증후군 세포는 CD7가 없어지고, CD2를 높게 발현하는 특징을 가진다.

연구팀은 세자리증후군 환자 혈액에서 단핵구, 단핵구 유래 수지상세포, NK세포 분화에 결함이 생기며, 비전형적인 과립구와 CD16+ 단핵구가 늘어난 것을 확인했다. 작용기억 CD4세포도 줄어들었다(8% vs 34%, p<0.001). 또한 T세포 표면에 CD7이 감소했고, PD-1은 발현은 증가했다.

연구팀은 크리스퍼 기술로 T세포에서 CD2와 TRAC을 없앤 동시에, CD2 scFv 3세대 CAR을 주입해 UCART2를 만들었다. 전임상에서 여러 SS 환자유래 종양(PDX) 모델에 UCART2를 주입해 테스트했다. 그밖에 UCART2의 인 비보(in vivo) 항암 활성을 측정하기 위해 NSG 쥐에 인간 세자리증후군 세포주(human Sézary cell, 5x10^5)를 주입한 모델을 만들었다. 해당 모델에 UCART2(2x10^6 세포)를 주입한 다음 1, 15, 19일에 NT-I7(10mg/kg)을 3회 피하주사로 주입해 약물 효능을 테스트했다.

먼저 단일투여 그룹을 보면, 종양 모델에서 UCART2는 UCART19를 투여한 그룹과 비교해 종양부담이 줄어들었다(이미징 측정(BLI), 10^7 vs 10^11 photon flux/s(3주), p<0.0001). 또한 UCART2 투여 그룹은 약 40일까지 생존했지만, UCART19 그룹은 약 21까지 살아 있었다.

CAR-T와 IL-7의 병용투여 효과는 우수했다. UCART2에 NT-I7을 투여할 경우 종양 부담이 거의 없었졌다(최대 10^6 vs 10^10 photon flux/s, 병용 vs UCART2). 또한 UCART2+NT-I7 투여 쥐는 49일이 넘는 시점에서도 모두 생존했다.

전임상 결과 세자리증후군 쥐모델에서 UCART2+NT-I7은 우수한 암 효과를 보였으며, 연구팀은 세자리증후군 PDX 모델에서 병용효과를 테스트하고 있다고 밝혔다. 연구팀은 초록에서 "세자리증후군 모델에서 동종유래 T세포 주입 면역치료제 효능을 확인했다"며 "임상 단계의 지속형 IL-7 약물이 CAR-T 어쥬반트 세팅으로, 치료 효능을 극적으로 올리는 것을 증명했다"고 설명했다.

③알로진, 동종유래 BCMA CAR-T 효능↑ 위해 AAV로 IL-7, IL-15 전달(12/3, 구두 발표)

이번 ASH 2018에서는 T세포 치료에서 IL-7의 중요성을 보여주는 여러 연구결과가 발표될 예정이다. 그중 동종유래 CAR-T를 개발하는 대표 기업인 알로진 테라퓨틱스은 전임상 단계에 있는 BCMA CAR-T 치료제인 'ALLO-715'에 대해 발표한다.

ALLO-715는 2세대 유전자가위인 탈렌(Talen)을 이용해 TRAC와 CD52를 제거한 UCART로, 인간 BCMA 항체의 scFv 절편을 삽입했다(Kd ~5nM). 그밖에 임상에서 T활성을 조절하기 위해 리툭시맙 매개 오프 스위치(off-switch)를 추가했다. 이번 발표에서 알로진은 ALLO-715가 불응성/재발성 다발성골수종 치료제 후보물질로 가지는 가능성을 보여주는 데이터를 공개할 예정이다. 흥미로운 점은 사이토카인을 이용해 CAR-T 치료제 효능을 높이는 접근법이다.

알로진 테라퓨틱스는 다발성골수종 xenograft 마우스 모델에 ALLO-715을 단회 투여했다. 동시에 AAV 벡터로 인간 IL-7과 IL-15을 주입해, 항상성을 유지하는데 중요한 사이토카인이 CAR-T 세포의 생존과 항종양 활성에 미치는 영향을 평가했다. 알로진은 초록에서 "이들 사이토카인은 BCMA CAR-T 증식과 항종양 효과를 높였다"며 "임상에서 CAR-T 세포 증식은 혈청내 IL-15 수치와 연관성을 가진다"고 설명했다.

또한 데이비드 말로니(David G. Maloney) 미국 프레드허친슨 암 연구센터 박사는 킴리아, 예스카르타 등 다수 CD19 CAR-T 임상에서 환자에게 관해 반응이 나타나거나 약물 반응기간이 길었던 경우 CAR-T 주입 이후 혈중 IL-7 수치가 높게 유지하는 공통점을 관찰했다고 발표했다(ASCO Post, 8월)