간암은 전세계적으로 높은 유병률을 보이며, 연령 보정 발생률은 한국에서 가장 높은 것으로 보고되고 있다.^1)-3) 또한 간암은 높은 재발률 및 낮은 생존율로 예후가 좋지 않은 것으로 알려져 있다.^1),2),4) 2021년 보건복지부 중앙암등록본부 자료에 따르면 간암은 5년 생존율 35.6%, 10년 생존율 20% 미만으로 나타났다.^5),6) 간암의 대부분은 간세포에서 기원하는 간세포암(hepatocellular carcinoma; 이하 HCC)이며, HCC 환자의 대부분은 증상이 늦게 나타나 수술이 불가능한(unresectable) 진행된(advanced)시점에서 진단되는데,^4)-6) 이 경우 5년 생존율이20%보다도 낮다. 이러한 배경으로 HCC에 대한 전신 치료의 필요성에도 불구하고 생존율 개선의 효과를 입증한 약제는 많지 않다.^1),7)-11) 2019년까지 10년 이상 1차 표준치료제로는 sorafenib이 유일했으며, 그 후 lenvatinib, 일부 세포독성 항암제 등이허가되었다.^7)-9),11)

최근 몇 년간 HCC에 대한 면역항암제의 치료 효과가 입증되고 있으며, 이에 관한 연구가 활발하다.¹⁾면역관문억제제(immune checkpoint inhibitors; 이하 ICI)는 면역항암제의 일종으로 PD-1/PD-L1, CTLA-4/CD80 및 CD86과 같은 면역회피 경로를 차단하여 T cell의 면역기능을 재활성화시켜 항암효과를 나타내는 항암제이다.^1),4),12) 현재 HCC에 사용되는 면역항암제로는 programmed cell death protein 1 (PD-1) 억제제인 nivolumab, pembrolizumab, CTLA-4 억제제인 ipilimumab, programmed cell death-ligand 1 (PD-L¹⁾ 억제제인 atezolizumab, durvalumab이 있으며, 이들은 단독 혹은 병용 요법으로 사용된다.^{1),4),7),8),10)}

그러나 HCC 종류에 따라 ICI의 효과에 차이가 있을 가능성이 제기되었다.^{4),10),12)-15)} HCC는 발병 원인에 따라 크게 바이러스성(viral)과 비바이러스성(non-viral)로 구분되는데, 바이러스 병인(viral etiology)에 따라 면역 반응 체계의 차이를 보인다.^4),12) Viral HCC의 원인인 B형 간염 바이러스(hepatitis B virus; 이하 HBV)와 C형 간염 바이러스(hepatitis C virus; 이하 HCV)는 면역 억제적인 종양 미세환경(tumor microenvironment)을 형성하여 HCC를 유발한다.^1),4),12) HBV는 PD-1/PD-L1 신호 체계를 통해 면역 관용을 유도하며, HCV 역시 숙주의 면역반응을 억제시켜 만성 간염과 HCC를 발전시키는 것으로 알려져 있다.¹²⁾

이에 HCC의 viral etiology에 따른 ICI의 역할에 대한 선행 연구들이 진행되었으며, ICI가 viral HCC에서 non-viral HCC 보다 더 좋은 임상적 효과를 보인 연구 결과들이 있었다.^{4),9),15)-17)} 이와 관련하여 면역억제 상태의 HBV-HCC에서는 PD-1 억제제의 PD-1/PD-L1 신호 체계 차단이 생존율 개선에 유의한 역할을 하지만, 면역억제 상태가 아닌 non-viral HCC에서는 오히려 염증반응과 섬유화를 일으켜 HCC를 악화시킨다는 연구들이 보고되었다.^15),17) 반면, viral status에 따른 차이를 보이지 않은 연구도 있어, HCC에서 viral etiology에 따른 ICI의 효과 차이에 대해서는 여전히 논란이 있으며 추가적인 연구가 요구된다.^13),14),18) 안전성 측면에서는 ICI를 투여받은 viral HCC 환자에서 HBV, HCV 재활성화가 보고되었다.¹⁰⁾

이와 같이 HCC는 발병 원인과 기전이 알려진 몇 안 되는 암종이며¹³⁾ viral etiology에 따른 ICI의 임상 효과의 차이 등이 고려되어야 하지만, 그에 관한 연구는 여전히 부족하고 연구에 따라 결과의 차이를 보이며, 국내 연구는 전무하다. 간암은 국내에서 사망률이 폐암 다음으로 가장 높고 질병부담 및 사회경제적 부담이 가장 높은 암종이며,^{5),6),19),20)} 면역관문억제제는 비교적 고가의 약제들로, HCC 종류에 따른 ICI의 임상적 결과의 차이가 밝혀진다면 간암 환자의 생존율 개선과 사회적 부담 감소가 이루어질 수 있다. 이에 본 연구에서는 국내 단일 상급종합병원에서 ICI를 투여받은 HCC 환자를 viral HCC과 non-viral HCC로 구분하여, HCC 환자의 viral etiology에 따른 ICI의 효과와 안전성을 분석하고 비교하고자 한다.

1. 연구대상

1) 선정기준

2017년 7월부터 2023년 6월까지 6년 동안 국내 단일 상급종합병원에서 HCC 치료 목적으로 ICI 약물요법 중 한 가지를 처음 시작하여 1회 이상 투여 받은 만 18세 이상의 환자를 대상으로 하였으며, 환자의 전자의무기록을 후향적으로 검토하였다. 대상 ICI 약물요법은 원내에서 HCC 치료 목적으로 처방되는 nivolumab 단독요법, nivolumab 및 ipilimumab 병용요법, atezolizumab 및 bevacizumab 병용요법, pembrolizumab 단독요법, durvalumab and tremelimumab 병용요법을 포함하였다.

2) 제외기준

의무기록이 미비한 환자, ICI 1회 투여 후 내원하지 않아 기록을 평가할 수 없는 환자, HCC 치료 이외의 목적으로 ICI를 투여 받은 환자, ICI 투여 이전에 간이식을 받은 과거력이 있는 환자, 연구기간 이전에 ICI 투여 과거력이 있는 환자는 연구 대상에서 제외하였다.

2. 자료 수집

선정 기준에 부합하는 대상 환자는 본원에 구축되어 있는 Severance Clinical Research Analysis Portal (SCRAP)로 추출하였으며 전자의무기록을 통해 해당 환자 정보를 수집하였다. 연구 대상의 기본 특성 항목으로 ICI 첫 투여 시점(index date)의 연령, 성별, 진단명, 기저질환, 병기(sta-ge) 및 TNM stage, Eastern Cooperative Oncology Group Performance Status (ECOG-PS), Child-Turcotte-Pugh (CTP) score, AFP, PIVKA-II, PD-L1 발현율, 이전 항암 치료, ICI 종류 및 투여 횟수, concomitant therapy 여부 및 종류를 수집하였다.

결과평가를 위해 ICI 첫 투여 이후 최대 3년간의 자료를 추적 관찰하였다. 효과 평가를 위한 항목으로 사망 여부 및 사망일자, 반응 평가 결과[complete response (CR), partial response (PR), stable disease (SD), disease progression (PD)] 및 판정일자, 치료 중단 여부 및 중단일자, 해당 ICI의 마지막 투여 후 AFP 및 PIVKA-Ⅱ 수치를 수집하였으며, 안전성 평가를 위한 항목으로 이상반응 및 면역 매개 이상반응(immune-related adverse effect; 이하 irAE) 발생 여부, 증상, 처치 방법을 수집하였다.

3. 평가지표

1) 유효성 평가

유효성 평가의 일차 평가 변수는 첫 ICI 투여 이후 무진행 생존기간(progression free survival, PFS)이며, 이차 평가 변수로 전체 생존기간(overall survival, OS), 종양 진행까지의 시간(time to progression, TTP), 치료 실패까지의 시간(time to failure, TTF), 객관적 반응률(objective response rate, ORR), 질병 통제율(disease control rate, DCR)을 분석하였다. ORR은 6개월 내 반응 평가 결과에서 CR 또는 PR 비율로 정의하며, DCR은 6개월 내 반응 평가 결과에서 CR, PR 또는 SD 비율로 정의하였다. 또한, OS 및 PFS에 영향을 줄 수 있는 위험요인을 분석하였다.

2) 안전성 평가

안전성 평가의 일차 평가 변수는 irAE 발생 빈도로 정의하며, 이차 평가 변수로 모든 경우의 이상반응 발생 빈도를 분석하였다. 이상반응은 전자의무기록에 명시된 부작용 기록 또는 의약품 부작용 보고 시스템 기록을 바탕으로 평가하였다. 또한, 이상반응 발생에 영향을 줄 수 있는 위험요인을 분석하였다.

4. 통계 분석

수집된 모든 자료는 SPSS version 26 (IBM CO, Armonk, NY, USA)를 이용하여 분석하였다. 환자 기본 특성은 빈도, 백분율, 평균 및 표준편차(standard deviation, SD), 중앙값 및 사분위수 범위(interquartile range, IQR) 등으로 기술하였다. Viral 군과 non-viral 군 간 비교는 연속형 변수 중 정규분포를 따르는 자료는 Student t-test로, 비정규분포를 따르는 자료는 Mann-Whitney U test를 시행하여 분석하였고, 범주형 자료는 Chi-square test 및 Fisher’s exact test를 통해 통계 분석을 진행하였다. Kaplan-Meier analysis 및 log rank test를 통해 생존분석을 진행하였으며, 생존분석 결과에 영향을 줄 수 있는 위험요인을 Cox regression으로 분석하였다. 이상반응 발생에 영향을 줄 수 있는 위험요인은 logistic regression으로 분석하였다. Cox regression 및 logistic regression은 단변수 분석을 시행한 후 분석 결과 중 p<0.2인 요인에 대해 다변수 분석을 시행하였다. 하위군 분석으로 구체적인 viral etiology에 따라 환자군을 구분하여 분석을 진행하였다. 분석 결과는 p값이 0.05 미만인 경우를 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 평가하였다.

5. 피험자 보호

본 연구는 단일 상급종합병원에서 수행된 후향적 연구로, 본 기관의 연구심의위원회(Institutional Review Board, IRB)의 승인을 받아 진행하였다(IRB No. 4-2023-0840).

1. 대상 환자의 기본 특성

2017년 7월 1일부터 2023년 6월 30일까지 총 6년 동안 HCC 진단명이 있고 ICI 약물요법 중 한 가지를 1회 이상 처방 받은 환자는 총 586명이었으며 그 중 의무기록이 미비한 환자 11명, 1회 투여 후 본원에 내원하지 않아 기록 평가가 불가한 환자 23명, HCC 치료 이외의 목적으로 ICI를 투여한 환자 46명, ICI 투여 이전 간이식 과거력이 있는 환자 5명, 연구기간 이전에 ICI 투여 이력이 있는 환자 6명을 제외하여 연구 대상자는 총 495명이었다(Fig. 1). 그 중 viral 군은 379명(76.6%)이었고, non-viral 군은 116명(23.4%)이었다(Fig. 1).

대상 환자의 기본 특성은 Table 1에 나타내었다. Viral 군의 평균(SD) 연령은 57.7(10.9)세, non-viral 군의 평균 연령은 68.0(11.2)세로, non-viral 군이 viral 군보다 유의하게 많았고(p< 0.01), 성별 분포는 유의한 차이가 없었다. 간세포암의 중증도 단계나 ECOG-PS는 두 군 간에 차이가 없었으나, alcoholic 환자비율은 각각 22명(5.8 %), 28명(24.1%)으로 non-viral 군이 유의하게 높았다(p<0.01). 이전 치료력에서는 viral 군이 항암치료로 수술(operation; 이하 OP)이나 tyrosine kinase inhibitors (TKI) 치료를 받은 환자 비율이 non-viral 군에 비해 유의하게 높았다(p<0.01). 사용한 ICI 약물요법에서도 유의한 차이가 있었는데(p<0.01), viral 군에서는 nivolum-ab 요법(50.9%)을, non-viral 군에서는 ate-zolizumab 및 bevacizumab 요법(62.9%)을 가장 많이 사용하였다.

2. 유효성 평가

1) 생존 분석

PFS 중앙값(IQR)은 viral 군에서 101일(83.9–118.1), non-viral 군에서 126일(86.3–165.7)이었으며, 두 군 간에 유의한 차이는 없었다(Fig. 2A). 이차 평가 변수인 OS (중앙값: 419일 vs 759일), TTP (중앙값: 147일 vs 186일), TTF (중앙값: 86일 vs 90일) 또한 차이는 유의하지 않았다(Fig. 2B, 2C, 2D).

하위군 분석에서는 PFS 중앙값에서 세 군 간의 유의한 차이가 있었다(p=0.03)(Supplementary Fig. 1A). 세부적으로는 C-viral 군이 B-viral 군(p=0.04)보다 유의하게 PFS가 더 길었다. OS, TTP, TTF는 세 군 간의 차이가 없었다(Supplementary Fig. 1B, 1C, 1D).

PFS에 영향을 미칠 수 있는 요인들을 고려해 cox regression을 시행한 결과, viral etiology, stage, ECOG-PS, ICI regimen, concomitant local RT가 PFS에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다(Supplementary Table 1). Viral etiology 중 C-viral의 adjusted Hazard ratio (aHR)는 0.44(95% CI 0.21-0.92)였으며, ICI regimen 중 atezolizumab 및 bevacizumab의 aHR은 0.56(95% CI 0.45-0.71)이었다. OS에 영향을 미치는 요인은 ECOG-PS, previous OP, ICI regimen, concomitant local RT로 나타났고, viral etiology는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다(Supplementary Table 2). OS에 대한 ICI regimen 중 atezolizumab 및 bevacizumab의 aHR은 0.58(95% CI 0.42-0.82)였다.

2) 반응률 분석

초기 6개월 내 반응평가에서 CR, PR, SD, PD 비율은 두 군 간에 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 2). Viral 군과 non-viral 군의 ORR은 각각 11.6%, 14.7% 였으며, DCR은 각각 34.8%, 41.4% 였고, ORR 및 DCR의 두 군 간 유의한 차이는 없었다. 상세 viral etiology 별로 하위군을 나누어 분석했을 때, 반응률 분석에서 B-viral 군, C-viral 군, non-B, non-C 군의 세 군 간의 반응률 차이도 없었다(Table 2).

3. 안전성 분석

이상반응은 viral 군에서 37명(9.8%), non-viral 군에서 14명(12.1%)에게서 발생하였고, 발생 비율의 차이가 없었다(Table 3). 그 중 irAE는 viral 군 28명(7.4%), non-viral 군 10명(8.6%)에게서 발생하였으며, 두 군 간 발생 비율 차이는 없었다. 발생한 이상반응은 대부분 irAE였으며 발생한 irAE는 모든 환자에게서 스테로이드 사용으로 호전되었다. ICI에 의해 유발된 아나필락시스(anaphylaxis)도 군별로 각 1건씩 발생했다.

하위군으로 나누어 분석시에도 상세 viral etiology 별로 이상반응 및 면역 매개 이상반응의 발생 비율의 차이는 없었다. Viral 군에서 발생했던 아나필락시스 1건은 B-viral 군에서 보고되었다(Table 3).

이상반응 및 irAE 발생에 영향을 미칠 수 있는 요인들을 고려하여 회귀 분석을 진행한 결과, viral etiology는 유의한 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었고, ICI regimen, concomitant OP 등이 영향을 미치는 것으로 나타났다(Supplementary Table 3, Supplementary Table 4).

본 연구는 환자진료기록을 이용하여 HCC 환자의 바이러스성 병인에 따른 ICI의 임상적 결과를 비교한 첫 국내 연구라는 점에서 의의가 있다. 연구 대상 환자는 viral 군과 non-viral 군의 비율이 약 3.5:1로 나타났으며, non-viral HCC 비율이 기존 연구에서 보고된 국외 30~35%,³⁾ 국내 33.8%²¹⁾보다 낮았다. 연령은 non-viral 군이 viral 군보다 유의하게 높은 것으로 나타났으며, 두 군에서 투여한 ICI regimen으로 viral 군에서는 nivolumab 단독요법을, non-viral 군에서는 atezolizumab 및 bevacizumab 병용요법을 가장 많이 사용한 것으로 나타났는데, 이러한 차이가 결과에 영향을 미쳤을 수 있다. Alcoholic 비율, previous therapy에서도 차이를 보이나, 이는 non-viral HCC의 주요 원인이 알코올 소비임^2),4),6)과 viral HCC 환자들은 만성 간염 바이러스 감염 진단 후 주기적 추적 관찰로 선제적으로 일차 치료인 OP와 TKI 치료를 받을 수 있으며 ICI는 이후 선택지인 palliative therapy라는 점을 고려할 때,^7),8) etiology 구분에 의한 차이일 것으로 사료된다.

생존율 및 반응률은 non-viral 군에서 더 높은 경향을 보이나 통계적으로 유의하지 않아, viral 군과 non-viral 군 간에 유효성의 차이가 없음을 확인하였다. 상세 viral etiology 별 하위군 간에는 PFS에서 통계적으로 유의한 차이를 보였으나, 생존기간에 영향을 미칠 수 있는 다른 요인들을 고려하여 회귀 분석한 결과 상세 viral etiology는 생존기간에 영향을 미치지 않은 것으로 나타났다.

안전성 역시 이상반응 및 irAE 발생에서의 두 군 간의 유의한 차이는 없었다. 이상반응은 해외에서 보고된 비율(26.82%)보다²²⁾ 본원에서 약 10%로 적게 나타난 것을 확인할 수 있었고 이는 HCC 환자의 치료법 선택 시 ECOG-PS, CTP score, 자가면역질환 과거력 등을 고려하여 이상반응 발생 위험이 높은 환자는 ICI 투여 대상에서 제외하는 등의 원내 조치로 환자들이 비교적 안전하게 투여받을 수 있었던 것으로 생각된다. 발생한 이상반응은 대부분 irAE였으며 irAE 발생 기관 빈도는 피부 관련 면역 매개 이상반응, 면역 매개 간염, 면역 매개 폐렴 순이었고, 이는 기존 보고된 결과와 유사했다.^11),23),24)

따라서 본 연구의 주제는 선행 연구들의 다수의 상반된 결과로 여전히 논란이 있으나^{4),9),10),12)-17)} ICI의 임상적 결과에 viral etiology에 따른 차이가 없었다는 선행 연구 결과와 유사했다. 이러한 결과에 대해 Ding Z et al의 연구는 다른 종양유발 바이러스들과 달리, HBV와 HCV가 비교적 세포병변적이지 않은 특성과 일부 관계될 것이며, Ho WJ et al의 연구에서는 메타분석과 세포분석 결과를 바탕으로 HCC에 바이러스 항원이 종양세포에만 침투하는 바이러스에 의해 유발되는 다른 암종과 달리, HBV와 HCV는 종양세포와 정상 간세포 모두에 침투하여 ICI에 의해 바이러스에 특이적인 T cell들이 활성화되어도 종양세포에 특이적으로 작용하지 못할 것이라고 추정했다.^13),14) 실제로 HCC가 아닌 다른 바이러스에 의해 유발되는 암종에서는 바이러스 감염 환자군이 비감염 환자군보다 ICI의 이익이 더 컸다는 연구결과가 있었다.^25),26) 두 연구 모두 viral HCC는 기존에 알려진 바이러스에 의한 면역 반응 변화보다는 necroinflammation과 기저의 간경화에 의해 더 우세하게 유발될 것이라고 추정하였으며, 본 연구의 결과도 이러한 가설로 설명될 수 있다. 또한 viral etiology에 따른 ICI의 유효성의 차이를 설명하는 이론적 기전이 다수 연구들에 설명되고 있으나,^{4),9),12),15),17)} 그러한 기전이 실제 임상에서 가시적인 효과의 차이를 가져올 정도의 영향을 미치지 않을 수 있다는 점을 시사한다.

HCC 환자의 생존기간과 이상반응 발생은 viral etiology에 영향을 받지 않았으며 ICI regimen의 차이가 생존기간과 이상반응 발생에 영향을 미쳤다. Atezolizumab 및 bevacizumab 병용요법이 PFS 및 OS 기간을 연장시키는 것으로 나타났으며, nivolumab 및 ipilimumab 병용요법은 이상반응 및 irAE 발생 위험을 높이는 것으로 나타났다. Viral etiology와 ICI 효능의 연관성이 없었으며 viral etiology가 ICI 투여를 선택할 때 고려하는 요소가 되어서는 안될 것이라는 유사한 결과를 보였던 선행 연구들의 고찰과 같이^13),14) HCC 환자에게서 ICI 투여를 고려할 때 viral etiology를 고려하기보다 ICI regimen 선택에 더 신중해야 할 것으로 사료된다.

앞서 비교군 간에 차이를 보였던 환자 기본 특성이 결과에 영향을 미쳤을 가능성을 고려하여 연령과 투여한 ICI regimen을 기준으로 추가 분석을 진행하였다. 65세 이상, 65세 미만, nivolumab 단독요법, atezolizumab 및 bevacizumab 병용요법 환자 대상으로 각각 viral HCC와 non-viral HCC환자의 유효성 및 안전성을 비교했으나 네 대상 환자군 내에서 모두 viral HCC와 non-viral HCC 환자 간의 PFS, OS, AE, irAE의 유의한 차이는 없었다. 따라서 환자 기본 특성의 차이를 고려하더라도viral 군과 non-viral 군 간의 결과의 차이가 없음을 확인할 수 있었다.

본 연구는 단일 상급종합병원의 후향적 연구로 다음과 같은 제한점이 있다. 첫째, 각 군별 환자 수 및 기본 특성에 차이가 있었다. 이에 결과에 영향을 미칠 수 있는 요인들을 고려하여 회귀 분석을 시행하였다. 둘째, 선행연구에서 환자의 기본 특성 항목으로 PD-L1 발현율을 분석했으나, 후향적 연구의 한계로 기록이 불충분한 경우가 많아 ICI 투여 환자의 PD-L1 발현율과 그에 따른 임상적 결과를 분석하지 못하였다. 셋째, 외래 환자는 재방문 시점에 따라 반응평가 시점이 다소 불규칙한 경우가 존재했다. 넷째, 국내 단일 기관에서 진행된 소규모 연구로 연구의 결과가 모든 HCC 환자에게 일반화될 수 없다. 따라서 HCC 환자에서 viral etiology에 따른 ICI의 효과 및 안전성에 대한 더욱 신뢰도 있는 분석을 위해서는 대규모의 전향적인 추가 연구 및 검증이 필요할 것으로 사료된다.

본 연구를 통해 국내 단일 상급종합병원에서 국내 HCC 치료에 사용되고 있는 ICI들의 효과와 안전성을 HCC 환자의 바이러스성 병인에 따라 비교 분석하였으며, viral 군과 non-viral 군 간의 ORR, DCR, PFS, OS, TTP, TTF와 AE 및 irAE 발생 빈도 등의 임상적 지표 사이의 유의한 차이는 확인할 수 없었으나, 상세 viral etiology의 차이는 PFS에 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구는 국내 단일기관의 후향적 연구로 자료 수집 및 요인 통제에 대한 한계점을 배제할 수 없으므로, 추후 이를 보완할 다기관 대규모 전향적 연구가 필요하다.