한국혈전지혈학회는 지난 5월 24일 서울가든호텔 그랜드볼룸홀에서 제44차 혈전지혈학회 춘계 학술대회를 개최했다. 이날 학술대회에서 연세의대 한승민 교수는 ‘유전자 치료를 이용한 A형 혈우병의 치료’를 주제로 강연을가졌다. 한승민 교수의 발표내용을 요약 정리해 게재한다.

 

 

유전자 치료를 이용한 A형 혈우병의 치료 - 한승민 교수(연세의대)

 

▲ 한승민 교수(연세의대)

유전자 치료(gene therapy)는 1회의 치료로 완치(cure)를 기대할 수 있는 치료법이다 보니 의사와 환자 모두에게 유용할 것으로 기대되고 있다. 미국이나 유럽에는 유전자 치료를 위한 제품이 이미 시판 중이다. 혈우병 치료를 위한 유전자 치료는 어디까지 와 있는지 앞으로 풀어야 할 숙제는 무엇인지 살펴보겠다. 

 

혈우병 치료를 위한 유전자 치료

혈우병 치료를 위한 유전자 치료의 시작은 1980년대 초 FIX gene과 FVlll gene의 cloning이다. 이후 2011년 최초의 B형 혈우병 유전자 치료가 성공하였고 2015년 A형 혈우병 유전자 치료도 성공하게 되었다. 2017년 A형 혈우병 유전자 치료제에 대한 3상 임상 연구가 시작되었고 2018년에는 B형 혈우병 유전자 치료에 대한 3상 연구가 시작되었다. 이를 바탕으로 A형 혈우병 유전자 치료는 2022년 유럽에서, 2023년 미국에서 승인되었고 B형 혈우병 유전자 치료는 2022년 유럽과 미국에서 승인되었다. A형 혈우병 유전자 치료제는 BioMarin의 ROCTAVIAN(valoctocogene roxaparvovec-rvox)이 출시되어 있고, 이 제품은 3상 임상 연구인 BMN 270-301를 근거로 승인을 받을 수 있었다. 또 다른 3상 연구도 현재 진행 중이다. Pfizer와 Sangamo Bioscience에서 개발 중인 유전자 치료제는 3상 연구 준비 중이며 Spark와 Roche가 개발 중인 SPK-8011은 3상 연구를 마무리 하였다고 한다. B형 혈우병 유전자 치료제는 Spark Therapeutics에서 개발하고 Pfizer에서 판권을 가지고 있는 SPK-9001이 올해 FDA 승인 후 시판 될 예정이며 혈우병 치료를 위한 유전자 치료제로 가장 먼저 시판된 CSL Behring의 Hemgenix(etranacogene dezaparvovec)도 있다. 

 

혈우병 치료를 위한 유전자 치료제는 대부분 gene transferring therapy이다. AAV(adeno-associated virus) vector 또는 bioengineered AAV vector에 얻고자 하는 FIX 또는 FVlll gene을 삽입하여 투여한다. 이렇게 준비된 vector를 환자에게 주입하면 간 세포로 이동한다. 간 세포의 세포질 내에서 vector와 분해되어 gene만 세포 핵으로 이동하여 필요한 응고 인자가 만들어 지도록 한다. 

 

B형 혈우병 유전자 치료제에 대해 간간히 살펴보자. Hemgenix의 3상 연구 결과는 2023년 NEJM에 발표되었다. 약 50여 명의 B형 혈우병 환자를 대상으로 하였고 18개월까지 FIX level은 25% 내외로 비교적 안정적으로 유지되었다. 다만, 환자 간의 FIX level은 다소 편차가 컸다. 즉, 일부 환자에서는 FIX level이 낮지만 50% 이상으로 정상보다 높은 수준까지 회복되는 환자도 있었다. ABR(annualized bleeding rate)은 유전자 치료 후 현저하게 감소하였고, 안전성 면에서도 양호한 것으로 평가되었다. 또 다른 유전자 치료제인 Beqvez(fidanacogene elaparvovec)의 3상 임상 연구 결과도 Hemgenix와 크게 다르지 않다. 2년 째 FIX level은 검사 방법에 따라 다소 차이가 있는데, chromogenic assay로 하면 낮게 나오긴 하지만 One stage assay로 검사시, 2년 동안 FIX level은 약 25%로 잘 유지되었다. ABR 역시 유전자 치료 후 유의하게 감소하였지만, Hemgenix와 마찬가지로 이 약도 환자 간의 FIX level 편차가 큰 편이었다. 일부 환자에서는 FIX level이 40~150%까지 증가하지만 5% 미만으로 거의 치료 효과가 없는 환자도 있었다. 그러나 피험자의 81% 이상이 연구 기간 내내 FIX level 5% 이상으로 유지되었으므로 비교적 안정적인 효과를 나타내는 것으로 생각된다. 

 

이와 같이 B형 혈우병 치료제는 Hemgenix, Beqvez 두 가지가 시판 중이며, 2년까지의 임상 연구에서 FIX level을 약 25% 정도로 안정적으로 유지시키는 효과가 입증되어 있다. 그러나 일부 환자에서는 FIX level 증가 효과가 미미하며 치료 비용도 매우 비싸다는 단점이 있다. 

 

A형 혈우병 유전자 치료제의 주요 임상 연구

먼저 살펴볼 약은 ROCTAVIAN(Valoctocogene Roxaparvovec)이다. 3상 임상 연구는 FVlll level 1% 이하인 중증 A형 혈우병 환자를 대상으로 진행되었고 6 X 1013 vg/kg 용량을 투여하였다. 이후 FVlll level과 ABR 감소 효과를 평가하였다. 이 약은 AAV5 벡터를 이용하므로 anti-AAV5 Ab 양성 환자는 연구에 참여할 수 없었고 FVlll inhibitor 양성인 환자, 간 기능 저하 환자도 배제하였다. Endpoint는 FVlll 활성과 ABR의 변화, 환자들의 삶의 질, 안전성을 평가하였다. 

 

2년까지의 연구 결과는 NEJM에 발표되었고 더 나아가 4년까지의 연구 결과가 나와 있는 상태이다. 금년 내로 4년 연구 결과가 공식 발표될 것으로 기대한다. ROCTAVIAN을 투여 받은 환자는 총 134명이었고 2명은 중도 탈락, 1명은 사망하여 총 131명의 환자가 최종 결과 분석 대상이 되었다. 피험자는 18~70세까지의 성인 환자들이었으며 평균 연령은 30세였다. 

 

피험자들은 대부분 FVlll 예방 요법을 하는 중이었는데, 연간 어느 정도 투여 받았는지 보면 약 121회였다. 즉, 월 평균 10회 정도는 FVlll을 투여하던 환자들이었다. 연구 참여 전 평균 ABR은 5.4였다. ROCTAVIAN 투여 후 1년 동안 FVlll activity는 평균 41.9 IU 유의하게 상승하였고(p<0.001), ABR은 현저히 감소하였으며 추가적인 FVlll 투여도 크게 감소하였다. (그림 1)

2년까지 분석한 자료를 보면, FVlll activity 증가는 평균 약 24 IU로 다소 감소하였고, 3년 후에는 18.4 IU, 4년 후에는 16.1 IU였다. FVlll activity는 완만한 감소세를 보이면서 처음보다는 점차 낮아지고 있음을 알 수 있다. 3년이 지난 후 환자들의 FVlll level 분포는 40%의 환자들이 5%미만까지 감소하였고 나머지 60%는 5% 이상으로 유지되었다. 참고로 B형 혈우병 연구에서는 같은 기간 동안 약 80%의 환자들이 5% 이상으로 유지되었으므로 B형 유전자 치료와 비교하였을 때 상대적으로 응고인자 level이 다소 낮은 것으로 보인다. 

한편, 피험자의 4/1은 유전자 치료 전에도 ABR이 0이었는데, 이 환자들은 유전자 치료 후에도 0으로 잘 유지되었다. ABR이 1회 이상이었으나 유전자 치료 후 0으로 감소한 환자가 49.3%였다. 환자들은 대체로 유전자 치료 후 ABR이 감소하였으나 ABR 감소 효과가 FVlll level 증가와 완전히 일치하는 것은 아니었다. FVlll level이 3% 미만임에도 ABR이 1.1로 적은 환자가 있는 반면, 15% 이상으로 높은데도 ABR이 높은 환자도 있다. 

 

연구 기간 동안 가장 흔하게 보고된 이상반응은 ALT 증가였고 대부분은 연구 1년 이내 초기에 발생하였으며, grade 3 이상은 8.2%였다. 그러나 연구가 지속함에 따라 ALT 증가는 점차 감소하여 3년차 이후에는 발생하지 않았다. 3년 차에 B cell ALL이 발생한 환자가 1명 이었었으나 유전자 치료와는 무관한 것으로 판단되었다. 연구 기간 동안 ABR 감소 효과를 평가해 보면, 3년까지 ABR 감소 효과가 안정적으로 유지되었고 3년까지 ABR이 0인 환자 비율이 75%였다. 4년까지의 분석 결과에서도 ABR 0인 환자들의 비율이 비슷하게 유지되었다. 그러나 일부 피험자들은 유전자 치료 이후 응고 인자 예방 요법으로 다시 돌아가야 했다. 3년째에는 환자 17명, 4년째에는 22명이 응고 인자 예방 요법을 해야 했고, 이 환자들의 FVlll level은 낮은 경우도 있지만 증가한 경우도 분명 있었다. 

 

FVlll level이 낮고 ABR이 증가해서 응고 인자 예방 요법으로 돌아간 것이 아니라 환자 개개인의 여러 가지 특성이나 기호에 따라 선택한 것으로 보인다. 4년까지의 연구 결과를 볼 때 안전성이나 유효성, 환자들의 만족도 등은 우수하였으나 시간이 갈수록 FVlll level이 감소하는 경향을 보였다. 물론 감소 경향이 줄어들고 있기에 4년 이후의 좀 더 장기적인 자료가 확보되어야 할 것으로 보인다. 

 

연구에 참여했던 피험자들의 관절 건강을 평가한 결과도 발표되어 있다(Joint Health Results). 연구 시작 당시, 연구 진행 중 total PROBE score로 평가하였으며 0점부터 1점까지 점수가 부여된다. 연구 결과, 52주 및 104주 후 total PROBE score가 호전되는 것으로 분석되었다. 관절 통증 조절을 위한 진통제 복용 횟수도 유의하게 감소하였고 급성 및 만성 통증도 감소하였다. 정규 업무 시간을 모두 근무할 수 있는 비율도 증가하였고 건강 관련 문제로 인해 직장을 쉬는 비율은 감소하였다. 관절 출혈은 감소하였고 관절의 운동 범위는 증가하는 효과도 얻을 수 있었다. 유전자 치료가 혈우병 환자의 관절 건강에도 긍정적인 영향을 미친다고 볼 수 있겠다.

 

A형 혈우병 유전자 치료에 대한 다음 연구는 dirloctocogene samoparvovec에 대한 1/2상 임상 연구이다. 총 18명의 환자에게 4가지 용량의 dirloctocogene samoparvovec을 투여하였는데, FVlll level은 5~40% 정도로 증가하였다. 그러나 일부 환자에서는 FVlll level이 5% 미만으로 매우 낮았다. 그러나 출혈 발생률은 유전자 치료 후 현저하게 감소하였고 추가적인 FVlll 투여도 크게 감소하였다. 또한 시간이 지나도 출혈이 없는 상태가 안정적으로 유지되었다. 2023 ISTH에서는 dirloctocogene samoparvovec 투여 후 HJHS(hemophilia joint health score)와 HAL(hemophilia activity list)가 얼마나 개선되었는지 발표되었다. 연구에 참여했던 환자들은 대부분 출혈을 일으켰던 target joint가 있었는데 유전자 치료 후 target joint가 호전되었고 추가적인 target joint가 생기지 않았다. HJHS는 20점에서 3년 후에는 14.4로 시간이 갈수록 점차 감소하는 경향을 보였다. 환자들의 활동성을 반영하는 HAL 역시 3년 동안 점차 개선되는 경향을 보였다. 환자들의 활동성은 집안일, 운동 능력, 손의 움직임, 대중 교통 이용 능력 등으로 평가하였다. 이와 같이 FVlll level뿐만 아니라 관절 건강 개선 효과도 얻을 수 있었다. 

 

정리하자면 A형 유전자 치료는 4년까지의 결과에서 안전하고 출혈 감소 및 관절 건강 향상 등에 긍정적인 효과를 보이는 것으로 확인이 되었지만 일부 환자에서는 응고 인자 level이 감소하는 경향성을 보이고 있다. 

 

유전자 치료의 unmet needs

유전자 치료는 단회 투여로 어느 정도 안정적인 FIX 또는 FVlll level을 유지할 수 있고, 이러한 효과가 영구적인 것은 아니지만 수 년 이상 유지될 수 있다는 점은 장점이라 할 수 있다. 유전자 치료 후 ABR은 현저히 감소하므로 추가적인 응고 인자 투여를 크게 줄일 수 있다. 그러나 유전자 치료도 여전히 몇 가지 한계를 가지고 있다. A형 혈우병 유전자 치료의 경우 장기 연구에서 유효성이 입증되어 있긴 하지만 치료 효과가 언제 소실될지 아직 정확히 알 수 없다. 또한 모든 환자에서 유전자 치료가 효과적인 것은 아니다. 

 

특히, AAV Ab 양성인 환자에게는 유전자 치료가 어렵다. 공식 보고는 아니지만 조사된 바에 의하면 AAV Ab 양성률이 대부분의 나라에서 30~40%를 넘는다. 이러한 환자의 유전자 치료는 어떻게 해야 하는지는 앞으로 풀어야 할 큰 숙제이다. 아울러, 소아 환자의 유전자 치료에 대한 연구도 부족한 실정이다. 앞서 언급한 바와 같이 유전자 치료를 동일하게 진행하더라도 원하는 응고 인자의 발현율은 환자마다 상당히 편차가 큰 편이다. 어떤 환자는 응고 인자 활성이 빠르게 소실되는 반면 높은 수준의 응고 인자가 장기간 유지되는 환자도 있다. 이러한 차이가 발생하는 정확한 원인은 아직 정확히 밝혀져 있지 않으므로 치료 효과를 예측하기가 어렵다. 같은 선상에서 유전자 치료의 durability가 왜 떨어지는지에 대해서도 명확히 밝혀져 있지 않으므로 이 역시 앞으로 풀어야 할 숙제이다. 

 

Inhibitor 양성이었던 환자들은 유전자 치료 연구에서 모두 배제되었다. 일부 연구에서는 inhibitor가 양성이었던 환자들도 포함시켜 연구가 진행 중이라고 한다. 그러나 현재까지 발표된 연구들은 모두 과거 inhibitor 양성이었던 환자들은 모두 배제시킨 것이다. 따라서 현재로서는 inhibitor 양성이었거나 현재 양성인 환자들의 유전자 치료에 대해서도 정확하게 말하기 어려운 상태이다. 

 

안전성 면에서는 대체로 양호한 것으로 평가되고 있으나 주사 부위 자극, 저혈압, 발열 등이 주사 직후에 발생하거나 간 기능 저하 등이 발생할 수 있다. 유전자 치료 후 FIX, FVlll level이 오히려 떨어지는 치료 실패가 분명 있을 수 있으나 이를 어떻게 예측하고 대처해야 하는지 관련 가이드라인은 아직 없는 실정이다. 

아울러, 유전자 치료는 치료 비용이 고가이고, 모든 국가에서 보편적으로 시행하기는 어렵다. 한편, 치료 목적으로 주입한 유전자가 간 세포 이외의 세포로 들어가서 원하지 않는 단백질을 발현시킬 가능성도 완전히 배제하긴 어렵다. 이 경우 암을 비롯한 어떤 이상반응이 나타날지 정확히 알기 어렵다. 동물 실험에서는 암 발생이 보고된 바 있다. 따라서 유전자 치료의 장기적인 안전성에 대한 연구가 더 필요하다. 유전자 치료는 재치료가 어렵다는 단점도 있다. 한 번 유전자 치료를 시행하면 체내에 AAV Ab가 생성되기 때문에 다시 유전자 치료를 시행하기 어렵기 때문이다. 이를 극복하기 위한 방안도 앞으로 찾아야 할 것이다. 유전자 치료 후 응고 인자 활성을 chromogenic assay 또는 one stage assay 등 어떤 방법으로 평가하느냐에 따라 다소 차이가 있는데, 이에 대한 표준화도 필요한 상황이다.

 

결론 및 요약

유전자 치료는 아직 많은 한계점을 가지고 있긴 하지만 미국을 비롯한 여러 나라에서 이미 시행되고 있는 치료이다. 한 번의 치료로 혈우병 완치까지 기대할 수 있는 치료이므로 일부 환자에게는 이상적인 치료가 될 수 있다. 그러나 어떤 환자에서 우수한 효과를 얻을 수 있을지 예측하기가 어렵다는 한계가 있다. 앞으로 유전자 치료의 보다 장기적인 안전성과 유효성에 대한 더 많은 연구가 발표되길 기대한다. ●

 

 

Q&A

Q : 혈우병의 유전자 치료에 대해서는 2010년 초반부터 학회에서 논의되었었다. 그 이후 유전자 치료에 괄목할만한 발전이 있었다. 시판 중인 제품이 있고 환자 치료에 실제로 적용할 수 있다는 점이 상당히 흥미로웠다. 제가 질문을 드리겠다. AAV Ab 양성인 환자 비율이 20~30% 정도 되는데, Ab 양성인 환자, 간 기능 저하 환자, 소아 환자에게는 적용이 어렵다. 소아 시기부터 응고 인자 대체 요법을 하던 환자가 성인이 되었을 때 유전자 치료를 고려할 수 있을 것 같다. 간 질환 환자도 꽤 많을 텐데, 실제 임상에서 유전자 치료를 실질적으로 고려할 수 있는 중증 혈우병 환자가 대략 몇 %나 차지할 것이라 생각하시는지?

 

한승민 교수 : 소아에 대한 임상 연구가 없으므로 성인 환자에게만 시행할 수 있다. 중증 혈우병 환자로서 기존 치료로 충분한 효과를 얻지 못할 때 유전자 치료를 고려해야 한다. B형 또는 C형 간염을 동반한 혈우병 환자도 많으므로 과거력으로 인해 연구에서 배제되지는 않았다. 간 경변 등으로 간 기능이 저하된 환자만 배제되었다. 단순히 ALT, AST가 높다는 이유만으로 제외되지는 않았다. 간 질환 자체가 큰 걸림돌이 되지는 않을 것이다. 

다만, inhibitor가 양성이었던 환자들은 허가 사항에도 포함되어 있지 않으므로 이 부분까지 고려하면 현실적으로 유전자 치료를 고려할 수 있는 환자는 그리 많지 않을 수 있다. 그러나 실제 임상에서는 치료 비용이 가장 중요할 것이다. 만약, 보험 급여가 인정된다면 유전자 치료가 적합한 환자만 인정될 가능성이 크므로 실제로 투여할 수 있는 환자가 적을 수 있다. 

AAV Ab 양성인 환자도 꽤 많은 편이다. 물론 AAV Ab가 저절로 소실되는 경우도 있으므로 다시 검사해서 음성으로 확인되면 유전자 치료가 가능하다. 그러나 생각보다 AAV Ab 양성 비율이 생각보다 높다. 하지만 앞으로 AAB Ab 양성인 환자에게 항체를 없애는 치료법에 대해서도 연구가 진행될 수 있으니, 이부분에 대한 기대를 가지고 경과를 지켜보려고 한다. ●