HIV 치유를 향하여

"검출 불가"는 결코 최종 목표가 아니었습니다.

StemCyte 과학자의 수십 년간의 수혈의학 경력이 어떻게 HIV 치유를 향한 근본적으로 새로운 경로를 열었는지, 그리고 이 접근법이 기존 방법으로는 도달할 수 없었던 환자들에게 어떻게 희망을 가져다줄 수 있는지에 대한 이야기입니다.

모든 것을 바꾼 가설

2007년, Timothy Ray Brown이라는 남성("베를린 환자"로 알려짐)이 HIV에서 치유된 최초의 인물이 되었습니다. 그의 의사가 CCR5-delta32라는 희귀 유전자 변이를 가진 공여자의 성체 줄기세포를 이식한 것입니다. 이 변이는 HIV가 세포에 진입하는 것을 차단합니다. 이 이식으로 그의 백혈병과 HIV가 모두 치유되었습니다.

이것은 의학사에서 획기적인 순간이었습니다. 그러나 이를 재현하는 것은 거의 불가능했습니다. 성체 줄기세포 이식은 매우 정밀한 HLA 일치가 필요합니다. HLA가 정밀하게 일치하면서 동시에 희귀한 CCR5-delta32 변이를 두 개 보유한 공여자를 찾는 것은 극히 어려운 일이었습니다. 유럽계 인구의 약 1%만이 이 변이의 동형접합체입니다. 다른 인구에서는 더욱 희귀합니다. 이는 베를린 환자의 치유가 세계 대부분의 사람들에게는 도달할 수 없는 것임을 의미했습니다.

Petz 박사는 다른 사람들이 놓친 것을 발견했습니다. 제대혈 이식은 성체 줄기세포 이식보다 훨씬 낮은 수준의 HLA 일치만으로도 가능합니다. 즉, CCR5-delta32 변이를 가진 상대적으로 적은 수의 제대혈 유닛 인벤토리만으로도 훨씬 더 많고 다양한 환자군에게 적합한 매칭을 제공할 수 있다는 것입니다.

이 접근법에는 또 다른 장점이 있었습니다. 제대혈 이식은 베를린 환자를 거의 사망에 이르게 했던 위험한 면역 반응인 이식편대숙주병(GVHD)의 위험이 더 낮습니다. 제대혈은 단순한 대안이 아니라, 잠재적으로 더 나은 경로였습니다.

18,000건의 제대혈 유닛을 검사하여 바늘 찾기

Petz 박사와 StemCyte 팀은 대규모 검사 작업에 착수했습니다. StemCyte 자체 인벤토리와 Duke University, MD Anderson, 콜로라도대학교, 세인트루이스, 바르셀로나, 시드니의 제대혈 은행과 협력하여 약 18,000건의 제대혈 유닛에 대해 CCR5-delta32 변이 검사를 수행했습니다.

주로 백인 유닛에서 약 0.7%에 해당하는 121건의 CCR5-delta32 동형접합 유닛을 확인했습니다. DNA 분리 및 변이 분석은 City of Hope Medical Center에서 수행되었습니다. 추가로 25,000건의 유닛 검사를 통해 약 300건의 유닛으로 구성된 레지스트리를 구축하는 것이 목표였습니다.

이 레지스트리(현재 300건 이상의 CCR5-delta32 동형접합 제대혈 유닛 보유)는 세계 어디에도 존재하지 않습니다. 이것이 IMPAACT P1107 연구를 가능하게 한 핵심 인프라가 되었습니다.

IMPAACT P1107: 가설에서 NIH 지원 임상시험으로

2015년, Petz 박사의 연구는 공식적인 NIH 지원 임상연구인 IMPAACT P1107의 토대가 되었습니다. 이는 CCR5-delta32 변이를 가진 제대혈 이식을 받는 HIV 감염인의 결과를 추적하기 위해 설계된 다기관 관찰 연구입니다.

이 연구는 International Maternal Pediatric Adolescent AIDS Clinical Trials(IMPAACT) Network가 AIDS Clinical Trials Group(ACTG), Center for International Blood and Marrow Transplant Research(CIBMTR), StemCyte와 협력하여 수행했습니다. StemCyte의 사전 검사된 CCR5-delta32 제대혈 유닛이 공급원으로 사용되었습니다.

UCLA David Geffen 의과대학의 석좌교수인 Yvonne Bryson 박사가 연구를 이끌었습니다. Weill Cornell Medicine의 Jingmei Hsu 박사와 Koen Van Besien 박사가 이끄는 이식팀이 시술을 수행했습니다. Johns Hopkins University의 Deborah Persaud가 바이러스학적 분석을 주도했습니다. Petz 박사는 전체 과정에서 협력자 겸 공저자로 참여했습니다.

"뉴욕 환자"

2013년, 뉴욕에 거주하는 다인종 혈통의 중년 여성이 HIV-1 진단을 받았습니다. 항레트로바이러스 치료를 시작하여 바이러스 억제에 성공했습니다. 4년 후인 2017년, 생명을 위협하는 혈액암인 급성 골수성 백혈병(AML)이 발생했습니다.

암 치료를 위해 줄기세포 이식이 필요했습니다. 그런데 그녀에게는 HIV도 있었습니다. IMPAACT P1107 팀은 기회를 포착했습니다. 두 질병을 동시에 치료할 수 있을까?

팀은 StemCyte의 사전 검사 레지스트리에서 CCR5-delta32 동형접합 제대혈 유닛을 확인했습니다. 성인 공여자 기준으로는 부분적인 5/8 HLA 일치였지만, 제대혈 이식에는 충분했습니다. 제대혈 세포가 생착하는 동안의 가교 역할을 위해 친족의 반일치 줄기세포와 병합했습니다.

2017년 8월, 뉴욕 Weill Cornell Medicine에서 이식이 시행되었습니다. 호중구는 10일째에 생착되었습니다. 100일째에는 면역계가 CCR5-delta32 제대혈 세포에 의해 완전히 재구성되었습니다. 백혈병은 완전관해 상태였습니다. 그리고 HIV는 검출되지 않았습니다.

이식에서 관해까지

획기적인 성과

Cell에 게재된 뉴욕 환자의 결과는 Petz 박사가 10년 전에 가설로 제시했던 것을 입증했습니다. CCR5-delta32 변이를 가진 제대혈이 HIV 관해, 나아가 치유를 달성할 수 있다는 것입니다.

바이러스, 면역학, 잠복 저장소 연구 결과는 혈액에서 HIV-1이 제거된 것과 일치했습니다. 그녀의 세포를 실험실에서 검사한 결과 HIV에 대한 저항성이 확인되었습니다. 항레트로바이러스 치료 중단 상태에서 복제 가능한 프로바이러스 저장소가 검출되지 않았습니다. 혈장에서 항레트로바이러스 약물이 검출되지 않아 진정한 치료 중단 관해가 확인되었습니다.

특히, 베를린 환자에게 심각한 영향을 미쳤던 위험한 면역 합병증인 이식편대숙주병이 발생하지 않았습니다. 이는 제대혈의 본질적으로 낮은 면역학적 위험이 이러한 유형의 이식에 더 실용적인 공급원이 된다는 Petz 박사의 추론을 뒷받침했습니다.

제대혈이 모든 사람에게 문을 열다

이 사례 이전까지 줄기세포 이식을 통해 HIV 관해를 달성한 모든 사람은 성인 공여자 세포를 받은 남성이었습니다. 이를 위해서는 압도적으로 백인인 공여자 풀에서 거의 완벽한 HLA 매칭이 필요했습니다. 이 접근법은 세계 대부분의 HIV 양성 인구에게는 사실상 이용 불가능했습니다.

미국에서 HIV 감염인 중 백인은 28%에 불과합니다. CCR5-delta32 변이는 거의 유럽계 인구에서만 발견됩니다. 제대혈의 유연한 매칭 요건이 이러한 제한을 우회할 수 있다는 Petz 박사의 통찰은 치유 경로가 없었던 환자들에게 가능성을 열어주었습니다.

연구 저자들이 Cell에 기술한 바와 같이, 제대혈 기반 세포치료와 CCR5 표적 접근법은 더 광범위하고 다양한 HIV 감염인 집단을 위한 미래의 치유 노력의 모델이 될 수 있습니다.