소개글
"car-t cell therapy"에 대한 내용입니다.
목차
1. 소개
1.1. 바이오 의약품의 종류
1.2. 면역 항암제 (CAR-T Cells)
2. CAR-T Cell의 특성
2.1. 구성 요소
2.2. 세대별 특징
3. CAR-T Cell의 제조 과정
3.1. 세포 배양 방법
3.2. 치료제 생산 방법
4. 치료 대상 질병
4.1. 암의 특성
4.2. 암의 증상 및 치료법
5. CAR-T Cell의 치료 기작 및 한계
6. 소아 백혈병 및 림프종의 진단과 치료
6.1. 소아 백혈병의 종류 및 증상
6.2. 소아 백혈병의 진단 및 분류
6.3. 소아 백혈병의 치료법
6.4. 소아 림프종의 진단 및 치료
7. 실험용 동물 모델
7.1. Transgenic mouse
7.2. Knock-out mouse
7.3. Immune-compromised mice
7.4. Transplantation cancer model
7.5. PDX (Patient-Derived Xenograft) model
7.6. Humanized mouse model
7.7. Chemically induced tumor model
7.8. GEM (genetically modifiable) tumor model
8. 참고 문헌
본문내용
1. 소개
1.1. 바이오 의약품의 종류
바이오 의약품은 유전자 조작기술을 이용하여 제조되어 생성되는 펩타이드, 단백질을 의약품으로 활용하는 유전자재조합 단백질 의약품, 살아있는 자기 자신의 세포, 동종의 세포, 이종의 세포를 체외에서 배양 또는 증식하고 선별하여서 의약품으로 사용하는 세포치료제, 항원-항체 반응을 이용하여서 특정 질병에 관련된 항원 단백질이 특이적으로 결합되도록 만드는 항체 의약품, 특정질병에 대해 면역력을 강화시키는 목적으로 투여하는 항원단백질 또는 미생물체인 백신, 유전물질을 포함하는 의약품으로 치료용 유전자를 유전자 전달체인 (vector)에 삽입하여서 결핍 또는 결함이 있는 유전자를 분자수준에서 교정을 하는 유전자 치료제 등으로 보통 구분된다.
1.2. 면역 항암제 (CAR-T Cells)
면역 항암제 (CAR-T Cells)는 자신의 세포를 체외에서 증식 선별하여 의약품으로 사용하는 세포치료제에 속한다. 일반적인 T-Cell은 암세포의 작용으로 인해서 T-cell에 있는 MHC의 발현이 억제됨으로 T-Cell이 암세포인 항원을 인지하는 것을 억제한다. 이것을 보완하여 암세포를 공격하기 위해서 기존의 T-Cell에 MHC 분자의 도움 없이도 특정 암을 인식할 수 있는 CAR을 결합시키기 위해서 환자의 세포에서 T-Cell을 추출하여 인위적으로 CAR을 부착하여 다시 환자의 몸으로 투입하여 암의 발생을 억제하는 것이 바로 CAR-T Cell이다. CAR-T Cell은 세포 면역 치료제로 면역 관문 억제제와 더불어 대표적인 항암제로써 (serial-killer), (hunter), (living-drug)로 종종 불리는 환자 본인의 면역세포를 이용한 면역세포치료제이다.""CAR-T Cell은 T-cell과 CAR이라는 키메릭항원 수용체로 구성되어 있다. T-cell은 백혈구의 일종으로 항원 항체의 특이적인 면역반응을 수행하는 림프구의 3/4를 차지하는 세포이며, CAR 항원 수용체는 단일사슬 가변 절편, 세포막도메인, 보조자극도메인, 필수 신호전달도메인으로 구성되어 있다. 단일사슬 가변 절편은 항원과 결합하는 도메인으로서 세포막 외부에 존재하며 특정 항원이 존재하는 암세포의 세포막 리간드를 인지하고 신호를 전달하는 부위이고, 세포막 도메인은 항원결합 도메인과 보조자극 및 필수 신호전달 도메인을 세포막을 사이로 연결하는 부위이다. 보조자극 도메인은 보조자극 신호가 전달되는 부위로 CD28 등 특정 항원을 인지한 CAR-T cell이 면역반응을 일으키고 자가증식을 하도록 신호를 전달하는 부위이며, 필수신호전달 도메인은 단일사슬 가변 절편에 부착한 항체에 대하여 T-cell 면역 반응을 활성화시키는 부위이다.""
2. CAR-T Cell의 특성
2.1. 구성 요소
CAR-T Cell은 단일사슬 가변 절편(single-chain variable fragments), 세포막도메인(transmembrane domain), 보조자극도메인(co-stimulatory domain), 필수 신호전달도메인(essential signaling domain)으로 구성되어 있다".
단일사슬 가변 절편은 항원과 결합하는 도메인으로서 세포막 외부에 존재하며 특정 항원이 존재하는 암세포의 세포막 리간드(ligand)를 인지하고 신호를 전달하는 부위이다. 세포막 도메인은 항원결합 도메인과 보조자극 및 필수 신호전달 도메인을 세포막을 사이로 연결하는 부위이다. 보조자극 도메인은 보조자극 신호가 전달되는 부위로 CD28 등 특정 항원을 인지한 CAR-T cell이 면역반응을 일으키고 자가증식을 하도록 신호를 전달하는 부위이다. 필수신호전달 도메인은 단일사슬 가변 절편에 부착한 항체에 대하여 T-cell 면역 반응을 활성화시키는 부위이다.
2.2. 세대별 특징
CAR-T cell은 1세대부터 3세대까지 진화해왔으며, 세대별로 특징이 달라졌다"" 1세대 CAR-T cell은 보조자극신호 도메인이 하나밖에 없어 신호전달의 한계가 있었다"" 2세대 및 3세대 CAR-T cell은 도메인 부위에 CD28, 4-1BB, OX40 등이 추가되면서 암세포의 특이적인 인식능력이 향상되었다"" 3세대 CAR-T cell은 보조 자극신호 역할을 하는 신호도메인 2개와 인공수용체(additional engineered receptor)가 추가로 도입되어 항원을 인식하는 능력이 좋아졌고 정상세포를 공격하는 부작용을 최소화하였다"".
3. CAR-T Cell의 제조 과정
3.1. 세포 배양 방법
CAR-T 세포를 배양하는 방법은 다음과 같다.
우선 환자로부터 혈액을 채취한 후, Easysep Release Human CD3 양성 선택 키트를 사용하여 환자의 혈액으로부터 자성입자가 없는 고도로 정제된 CD3+T-cell을 추출해낸다. 추출된 T-cell을 활성화시키기 위해 immunocult™ T-cell 활성제를 사용한다. 이렇게 활성화된 T-cell에 CAR 유전자를 도입하기 위해 주로 Vira-vector을 이용한다. CAR 유전자가 도입되면서 CAR-T 세포가 생성된다.
마지막으로 환자에게 주입하기 전에 CAR-T 세포의 세포수를 늘리는 작업이 필요하다. 이를 위해 혈청이 없는 immunocult™ -XF-T 세포확장 배지에서 증식시키게 되는데, 이때 생물반응기 배양 시스템인 WAVE Bioreactor를 이용하여 배양액내에서 파도를 일으켜 연속적으로 배지를 섞어주면서 산소를 공급하여 세포를 대량으로 증식하게 한다.
3.2. 치료제 생산 방법
우선 환자로부터 혈액을 채취하여 CD3+T-cell을 추출한다. 그 뒤에 T-cell에 CAR 유전자를 도입하기 위해 immunocult ™ T-cell 활성제를 사용하여 T-cell을 활성화시킨다. 활성화된 T-cell에 주로 Vira-vector을 이용하여 CAR 유전자를 도입하게 된다. 이때 도입된 CAR은 특정 항원을 타겟팅하는 능력을 가지고 있다.
CAR이 도입된 T-cell은 CAR-T cell이 되어 환자에게 다시 주입되기 전에 혈청이 없는 immunocult ™ -XF-T 세포확장 배지에서 WAVE Bioreactor를 이용하여 대량으로 증식된다. 충분한 숫자의 CAR-T cell이 모이면 성능을 테스트한 뒤 환자에게 주입된다. 이후 치료 효과와 부작용 등을 지속적으로 관찰하게 된다.
4. 치료 대상 질병
4.1. 암의 특성
암은 사람의 신체에 존재하는 세포가 세포주기가 조절되지 않기 때문에 세포분열을 계속하여 발생하는 질병이다. 암은 신체의 어느 조직에서도 발현될 수 있지만 손톱, 발톱 등과 같은 성장이 없는 죽은 세포에서는 암이 발현되지 않는 특징이 있다. 암의 발생원인은 정확히 밝혀진 바는 없지만 지금까지의 결과로 보면 암은 정상적인 세포의 유전자나 암 억제 유전자에 돌연변이로 인해 발생한다고 알려져 있다. 암이 더욱더 무서운 이유는 바로 암이 초기에 발생하여도 느낄 수 있을 정도의 증상이 발생하지 않는다는 점이다. 암은 질량이 증가하거나 궤양이 생길 때 징후와 증상이 나타난다. 암의 증상은 보통 국소적인 증상과 전이증상 시스템적 인 증상으로 나뉜다. 국소적인 증상은 평상시에 보이지 않던 출혈이나 종양 궤양 등이 발견되는 증상이고 전이증상은 림프절이 커지는 현상과 기침 또는 각혈 등이 발생하는 증상 시스템 적인증상은 체중의 감소나 식욕저하, 과도한 땀 흘림, 빈혈 등이 주요 원인이다.
4.2. 암의 증상 및 치료법
암은 사람의 신체에 존재하는 세포가 세포주기가 조절되지 않기 때문에 세포분열을 계속하여 발생하는 질병이다. 암은 신체의 어느 조직에서도 발현될 수 있지만 손톱, 발톱 등과 같은 성장이 없는 죽은 세포에서는 암이 발현되지 않는 특징을 가진다. 암의 발생원인은...
참고 자료
면역항암제(cancer immunotherapy) -약학정보원- 최병철
바이오 의약품 기술 및 산업동향 -KDB산업은행
Global Manufacturing of CAR T Cell Therapy-(Bruce L. Levine , Christopher Keir )
Chimeric Antigen Receptor(CAR)를 이용한 암 면역치료-(홍 성 혜) -국립 암센터
Robert M. Kliegman MD, Bonita M.D. Stanton MD , Joseph St. Geme MD, Nina F Schor MD PhD, Richard E. Behrman MD & 2 more Nelson Textbook of Pediatrics: Expert Consult Premium Edition 19th Edition : p. 1732 - 1746
Pui CH, Schrappe M, Ribeiro RC, Niemeyer CM. Childhood and adolescent lymphoid and myeloid leukemia. HematologyAm Soc Hematol Educ Program 2004:118-145.
Pui CH, Robison LL, Look AT. Acute lymphoblastic leukaemia.Lancet 2008;371:1030-1043.
Hunger SP, Lu X, Devidas M, Camitta BM, Gaynon PS, WinickNJ, Reaman GH, Carroll WL. Improved survival for children and adolescents with acute lymphoblastic leukemia between. 1990 and 2005: a report from the childrenʼs oncology group. JClin Oncol 2012;30:1663-1669.
Kim J, Lyu CJ, Shin S, Lee ST, Choi JR. Frequency and clinicalcharacteristics of intrachromosomal amplification of chromosome 21 in Korean childhood B-lineage acute lymphoblasticleukemia. Ann Lab Med 2016;36:475-480.
panelCarl E.AllenMD, PhDaKara M.KellyMDbCatherine M.BollardMDcPediatric Clinics of North AmericaPediatric Lymphomas and Histiocytic Disorders of Childhood.Volume 62, Issue 1, February 2015, Pages 139-165
Morton LM, Wang SS, Devesa SS, et al. Lymphoma incidence patterns by WHO subtype in the United States, 1992-2001. Blood 2006; 107:265.
Kaatsch P. Epidemiology of childhood cancer. Cancer Treat Rev 2010; 36:277.
Crump C, Sundquist K, Sieh W, et al. Perinatal and family risk factors for non-Hodgkin lymphoma in early life: a Swedish national cohort study. J Natl Cancer Inst 2012; 104:923.
Steliarova-Foucher E, Stiller C, Kaatsch P, et al. Geographical patterns and time trends of cancer incidence and survival among children and adolescents in Europe since the 1970s (the ACCISproject): an epidemiological study. Lancet 2004; 364:2097.
Hickman-Davis JM, and Davis IC. (2006) Transgenic mice. Paediatr Respir Rev, 7:49-53. M.F. Sanmamed, C. Chester, I. Melero, H. Kohrt. (2016) Defining the optimal murine models to investigate immune checkpoint blockers and their combination with other immunotherapies. Ann Oncol, 27(7):1190-8.
Dong-Joo Cheon, Sandra Orsulic, (2011) Mouse Models of Cancer. Annu. Rev. Pathol. Mech. Dis. 6:95–119
