윌리엄 김 노스캐롤라이나대 채프힐캠퍼스(UNC) 의대 교수 - 웨슬리언대 경제학·생물학, 브라운대 의학박사, 

다나-파버 암 연구소 펠로십, 전 노스캐롤라이나대 라인버거종합암센터 정밀종양 프로그램 디렉터

“흑색종(멜라닌 세포의 악성화로 발생하는 피부암)과 신장암 환자를 상대로 다양한 종류의 ‘면역 항암제’ 치료를 하고, 림프종 등 혈액암 환자를 ‘키메릭항원수용체T(CAR- T)’ 세포치료제 치료 후에 추적·관찰한 결과, 상당수가 오랜 기간 살아남았다. 개인적으로 이들이 암을 ‘정복한’ 것으로 본다.”

한국계 미국인 종양학자인 윌리엄 김(Wil-liam Y. Kim) 노스캐롤라이나대 채플힐캠퍼스(UNC) 의대 교수는 서면 인터뷰에서 “환자 자신의 면역 체계를 활용해 암과 싸우는 ‘면역 요법’의 출현은 암 정복이라는 목표를 좀 더 현실적으로 만들었다”며 “종양 치료 부담이 적은 초기 단계에 면역 치료가 적용되면서 앞으로 더 많은 암을 정복해 나갈 수 있을 것”이라고 기대했다.

김 교수는 미국 웨슬리언대에서 경제학과 생물학을 공부하고 아이비리그 명문 브라운대에서 의학박사 학위를 받았다. 이후 하버드대 의대 부설 베스 이스라엘 병원과 다나-파버 암 연구소에서 각각 레지던트와 종양학 펠로십을 마쳤다. 현재 UNC 의대 부설 라인버거종합암센터 내 ‘GU 암 연구 프로그램’을 공동으로 이끌고 있다. 방광암과 신장암 환자를 전문으로 진료한다. 다음은 김 교수와 일문일답.

항암제 시장에 ‘게임 체인저’라고 불릴 만한 것이 있는지 궁금하다.

“20년 조금 넘게 종양학 전문의이자 암 연구자로 활동하면서 경험한 치료법 중 (단백질) 키나아제 억제제, CAR-T 세포치료제, 면역 체크포인트 차단, 항체·약물접합체(ADC) 등 몇 가지 약물을 ‘게임 체인저’ 범주에 포함하고 싶다. 조금 더 오래되긴 했지만, 자궁경부암과 밀접한 관련이 있는 인체유두종바이러스(HPV) 등에 의한 감염과 이후 암으로 발전을 막는 백신도 여전히 게임 체인저로 부를 만한 잠재력이 있는 것으로 보인다.”

단백질 키나아제는 세포의 성장 분열 및 생존을 조절하는 중요한 효소로, 이들이 비정상적으로 활성화되면 암세포 증식을 유도한다. 따라서 이들을 억제함으로써 암세포 성장을 저지하고 치료 효과를 높일 수 있다. CAR-T 세포치료제는 환자의 면역 세포인 T세포를 신체 밖으로 추출해 특정 암세포를 공격하도록 유전자를 변형한 후 환자에게 주입하는 기술이다. 일부 백혈병 등 혈액암 치료에는 매우 효과적이지만 폐암 등 고형암 치료에는 한계가 있다.

‘암 정복’에 얼마나 가까워졌다고 보나.

“환자 자신의 면역 체계를 활용해 암과 싸우는 면역 항암제의 출현은 암 정복이라는 목표를 좀 더 현실적인 것으로 만들었다. 흑색종과 신장암 환자를 상대로 다양한 종류의 면역 항암제 치료를 하고, 림프종 등 혈액암 환자를 CAR-T 세포치료제 후에 추적·관찰한 결과, 상당수가 오랜 기간 살아남았다. 개인적으로 이들이 암을 ‘정복한’ 것으로 본다.”

암 정복이 머지않았다는 이야기로 들린다.

“종양 치료 부담이 적은 초기 단계에 면역 치료가 적용되면서 앞으로 더 많은 암을 정복해 나갈 수 있을 것으로 기대한다. 또한, 미세 잔존 질환(MRD·암 치료 후 남아 있는 아주 적은 수의 암세포)을 검출할 수 있는 보조 기술도 개발된 만큼 수술이나 방사선 치료만으로 완치가 가능한 환자의 과잉 치료도 방지할 수 있게 될 것이다. 하지만 암은 단일체(monolith)가 아니며, 각각의 암종(癌腫) 안에도 매우 다양한 이질성이 존재한다는 점을 잊지 말아야 한다. 모든 암 환자에게 최적의 약물을 가장 효과적으로 투입해 부작용을 최소화하는 개인 맞춤 치료를 제공하는 것이 무엇보다 중요하다.”

인공지능(AI) 기술의 발전도 암 정복에 도움이 될까.

“다른 많은 분야와 마찬가지로 신약 개발분야에서도 AI의 역할에 대한 기대가 매우 커졌다. AI가 의미 있는 영향을 미칠 분야 중 하나가 치료 반응 예측과 예후에 대한 바이오마커 발굴이 될 것으로 생각한다. ‘멀티 모달(Multi Modal) AI’를 통해 방대한 데이터 구축이 가능해졌고, 머신러닝 기술이 급속히 발전하면서 ‘바이오마커’ 기반 치료법이 머지않아 일상화될 것으로 기대한다.”

멀티 모달 AI는 텍스트·이미지·오디오·비디오 등 다양한 유형의 데이터 양식(Modali-ty)을 종합적으로 활용하는 AI를 뜻한다. 학습 및 처리 대상이 텍스트에 국한되지 않고 시각·청각 정보를 취급해 인간과 유사한 사고를 할 수 있다. 바이오마커는 단백질이나 DNA, RNA(리보핵산), 대사 물질 등을 이용해 몸 안에서 일어나는 변화를 알아낼 수 있는 지표를 일컫는다. 바이오마커를 활용하면 생명체의 정상 또는 병리적인 상태, 약물에 대한 반응 정도 등을 객관적으로 측정할 수 있다.

항암제 관련 가장 유망해 보이는 기술은.

“가까운 미래에는 면역 항암제가 가장 유망할 것으로 본다. 자신의 면역 세포를 활용해 암세포를 찾아 공격한다는 건 누가 봐도 논리적이다. 면역 항암제 투여 이후 놀라운 효과와 지속성은 내가 진료한 환자를 통해서도 입증됐다. 면역 관련 부작용만 발생하지 않는다면 환자가 치료를 잘 견뎌낸다는 점도 인상 깊었다. 단백질 과학이 빠른 속도로 발전하고 있기 때문에 앞으로도 혁신을 이어가면서 부작용 위험은 더 줄어들 것으로 믿는다.”

ADC와 유전자 편집 치료는 어떤가.

“종양 세포 내 유전자 돌연변이 수를 나타내는 종양돌연변이부담(TMB)이 큰 암종에서 PD-1(암 치료를 방해하는 것으로 알려진 단백질)을 차단하거나 암세포의 성장을 유발하는 HER2 단백질을 표적으로 하는 ADC 치료는 매우 효과적이라는 것이 입증됐다. 아직 밝혀지지는 않았지만, 면역 항암제와 ADC를 결합하면 치료 효과가 커질 수도 있다. 유전자 편집 기술을 이용한 암 치료에 대한 관심도 커졌지만, 아직 임상 성공으로는 이어지지 못했다. 그래도 현시점에서 판단은 아직 이르다고 생각한다.”

또 어떤 기술이 항암제 시장을 주도할까.

“개인적으로 단백질 과학 분야에 관심이 많다. 차세대 항암제 연구를 주도할 분야라고 생각하기 때문이다. 단백질 연구 분야에서 AI를 통해 혁신적인 기여를 한 데이비드 베이커(David Baker), 데미스 허사비스(De-mis Hassabis), 존 점퍼(John M. Jumper)가 2024년 노벨 화학상 수상자로 결정된 것도 이와 무관하지 않다. 단백질 과학이 암 치료 진전을 가져올 수 있다는 걸 보여주는 초기 증거가 이미 나타나고 있다. 두 개의 항원을 표적으로 해 새로운 작용 기전을 가능케 하는 이중특이항체(BiTE·Bispecific T-cell Engager) 관련 기술은 단백질 과학을 면역 치료와 항체 표적에 적용해 효능을 향상시킬 수 있음을 보여준다.”

출처 ⓒ이코노미조선=이용성 국제전문기자