iPS세포유래 도파민 신경전구세포를 이용한 파킨슨병 치료

iPS세포유래 도파민 신경전구세포를 이용한 파킨슨병 치료에 관한 의사주도 임상시험'에서 안전성과 유효성 시사

교토대학교 의학부 부속병원은 교토대학교 iPS세포 연구소와 협력하여 'iPS세포 유래 도파민 신경 전구세포(주1)를 이용한 파킨슨병 치료에 관한 의사 주도 임상시험'을 진행했습니다. 2018년 6월 4일, 독립행정법인 의약품의료기기종합기구(PMDA)에 의사 주도 임상시험 계획을 제출했으며, 같은 해 8월 1일부터 임상시험을 시작했습니다. 이 연구 결과는 2025년 4월 17일자 네이처(Nature)지에 게재될 예정입니다.

파킨슨병 환자 7명을 대상으로 iPS세포 유래 도파민 신경 전구세포를 뇌의 피각(주2)에 양측으로 이식했습니다. 주요 평가 항목은 안전성 및 유해 사례 발생 여부였으며, 부차 평가 항목으로는 운동 증상 변화와 도파민 생성량을 24개월 동안 관찰했습니다. 그 결과, 중대한 유해 사례는 발생하지 않았습니다. 이식된 iPS세포 유래 도파민 신경 전구세포는 생착하여 도파민을 생성했으며 종양을 형성하지 않았습니다. 이는 파킨슨병 치료에 있어 해당 세포 치료가 안전하고 임상적 유익성이 있음을 시사합니다.

1. 배경

파킨슨병은 중뇌 흑질(주2)의 도파민 신경세포가 줄어들어 동작이 느려지거나 근육이 뻣뻣해지고 안정 시 떨림이 나타나는 운동 증후군을 유발합니다. 약물 치료는 초기 단계의 운동 증상을 효과적으로 완화하지만, 장기적으로는 운동 합병증이나 약물 유발성 이상운동증(불수의 운동) 등 대응하기 어려운 문제가 발생합니다. 이 때문에 손실된 도파민 신경세포를 보충하는 세포 치료가 대체 치료법으로 꾸준히 연구되어 왔습니다.

유럽과 미국에서는 인간 유산 태아의 뇌 조직을 이식하는 임상시험이 진행되기도 했지만, 윤리적 문제와 안정적인 공급의 어려움이 지적되었습니다. 이에 iPS세포 연구소의 다카하시 준(高橋淳) 교수 연구팀은 인간 iPS세포로부터 도파민 신경세포를 유도하는 방법을 개발하여, 원숭이 파킨슨병 모델의 뇌에서 도파민을 생성하고 운동 증상을 개선하는 것을 확인했습니다.

2. 연구 방법 및 결과

50세에서 69세 사이의 파킨슨병 환자 7명에게 iPS세포 유래 도파민 신경 전구세포를 뇌의 피각에 양측으로 이식했습니다. 주요 평가 항목은 안전성 및 유해 사례 발생 여부였으며, 부차 평가 항목으로 운동 증상 변화 및 도파민 생성량을 24개월 동안 관찰했습니다. 그 결과, 중대한 유해 사례는 발생하지 않았으며 MRI(주3) 평가에서도 이식 조직의 비정상적인 증식은 발견되지 않았습니다.

또한, 유효성 평가 대상이었던 환자 6명 중 4명은 '국제 파킨슨병 및 운동장애학회 통합 파킨슨병 평가 척도(MDS-UPDRS) 파트 III(주4)'의 OFF 점수(주5)에서 개선을 보였습니다. 18F-DOPA PET(주6) 검사에서는 피각의 도파민 신경 활동이 증가한 것으로 나타났습니다. (아래 그림: 이식 후 새롭게 관찰된 도파민 신경 활동을 화살표로 표시)

이상의 결과로, iPS세포 유래 도파민 신경 전구세포가 생착하여 도파민을 생성하고 종양을 형성하지 않았음을 확인할 수 있었습니다. 이는 파킨슨병 치료에 대한 안전성과 임상적 유익성을 시사합니다.

3. 파급 효과 및 향후 계획

이 치료법을 전 세계 환자들에게 하루빨리 제공하기 위해 실용화를 추진하고 있습니다. 일본에서는 정부 승인 신청을 위해 제약회사들이 준비 중이며, 해외 실용화를 목표로 미국 캘리포니아대학교 샌디에이고 캠퍼스에서는 2023년 11월부터 의사 주도 임상시험이 시작되었습니다.

4. 연구 프로젝트 정보

본 연구는 다카하시 준 교수팀이 일본 의료연구개발기구(AMED)의 재생의료 등 실용화 연구 사업 '파킨슨병에 대한 인간 iPS세포 유래 도파민 신경 전구세포 이식의 안전성 및 유효성 검토 임상시험(23bk0104126h0003)'의 지원을 받아 수행되었습니다. 또한, 본 연구의 기반 연구는 AMED의 재생의료 실현 거점 네트워크 프로그램 '파킨슨병, 뇌혈관 질환에 대한 iPS세포 유래 신경세포 이식을 통한 기능 재생 치료법 개발(22bm0204004h0010)'의 지원을 통해 이루어졌습니다.


용어 해설

주1) 도파민 신경 전구세포: 도파민은 신경 전달 물질 중 하나로, 도파민 신경세포에서 만들어집니다. 도파민 신경 전구세포는 도파민 신경세포로 분화하기 이전 단계의 세포입니다. 파킨슨병 동물 모델 연구를 통해 도파민 신경 전구세포를 이식하면 뇌에 성숙한 도파민 신경세포가 효율적으로 생착하는 것으로 밝혀졌습니다.

주2) 피각 및 중뇌 흑질: 모두 뇌의 특정 부위 명칭입니다. 파킨슨병에서는 중뇌 흑질의 도파민 신경세포가 감소하고 이로 인해 피각으로의 도파민 공급이 부족해져 운동 증상이 유발됩니다.

주3) MRI (자기공명영상법): 강한 자기장과 전파를 이용하여 인체 내부의 상세한 영상을 얻는 의료 영상 기술입니다. 뇌나 척수 등을 고해상도로 영상화하여 진단에 활용합니다.

주4) 국제 파킨슨병 및 운동장애학회 통합 파킨슨병 평가 척도 (MDS-UPDRS) 파트 III: 파킨슨병의 운동 증상을 객관적으로 평가하는 임상 척도입니다. 의사가 환자의 동작을 관찰하고 각 항목에 점수를 매겨 증상의 중증도나 치료 효과를 평가합니다.

주5) OFF 점수: 약물 치료 효과가 없는 상태에서 측정한 운동 증상 평가 점수입니다. 파킨슨병 세포 치료 임상시험에서 일반적으로 사용되는 평가법입니다.

주6) 18F-DOPA PET (양전자 방출 단층 촬영): 방사성 의약품을 사용하여 도파민 신경 기능을 평가하는 의료 영상 기술입니다. 18F-DOPA의 흡수량을 측정하여 도파민 신경의 활동을 시각화할 수 있습니다.

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