차세대 바이오 의약품 세포치료제, 코로나19 치료 방안으로 주목
차세대 바이오 의약품 세포치료제, 코로나19 치료 방안으로 주목
  • 나지영 기자
  • 승인 2020.04.24 07:30
  • 댓글 0
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바이오 의약품, 전체 의약품 시장의 25% 비중
8월부터 첨단재생의료와 바이오 의약품의 심사 기간 단축 예정
대한줄기세포치료 학회, "코로나19 치료에 줄기세포 치료 활용해야"

[바이오타임즈] 바이오 의약품은 1980년대 이후 의약 산업의 성장을 이끌어 왔다. 유전공학기술 기분의 재조합 단백질, 단일클론항체 의약품 등의 출시로 시장 규모도 빠르게 커지고 있다. 시장조사 전문기관 QuintilesIMS가 발표한 자료에 의하면 전 세계 바이오 의약품 시장은 2016년 기준 약 2,320억 달러로 의약품 시장 전체의 25%가량을 차지하고 있다.

출처: 게티이미지뱅크
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블록버스터 의약품의 상당수는 바이오 의약품


특히, 판매량이 높은 의약품을 ‘블록버스터 의약품’이라고 부르는데 이들 중 상당수가 바이오 의약품이다. 현재 세계적으로 가장 판매량이 높은 의약품 10개 중 8개가 바이오 의약품인 것으로 나타나고 있다. 바이오 의약품의 성장 추세는 앞으로도 계속될 것으로 보인다. 최근 몇 년간 새로운 효과를 가진 신약들이 다수 허가되고 있다는 점이 이를 뒷받침한다.

단일클론항체 제품은 1990년대에 등장한 이후 2000년대를 거치며 신약 승인 건수가 차츰 줄어들었다. 그러나 2010년대 이후 다시 증가하는 추세다. 최근에 승인 건수가 증가한 이유는 면역항암제 등의 분야에서 진행되어 온 그간의 연구개발 시도들이 긍정적인 성과를 보인 것과 FDA가 도입한 혁신적인 신약 허가 지원 제도 등으로 신약 개발에 대한 우호적인 분위기 때문으로 분석된다.

한편, 바이오 의약품 1세대인 재조합 단백질과 2세대 항체 제품군을 이을 차세대 제품으로 주목받고 있는 세포치료제(Cell Therapy)는 체내에서의 효과 발현이 미흡하고 생명윤리와 연구개발 및 상업화에 부진이 있어 실현이 어려웠다. 그러나 최근 들어 유전자 분석·조작 기술, 세포 배양·조작 기술 등의 발전으로 관련 기업들의 참여가 재개되면서 다시 활기를 띠고 있다.


차세대 바이오 의약품 세포치료제 개발 현황


출처: 게티이미지뱅크
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세포치료제에 사용되는 세포의 종류는 크게 줄기세포와 면역세포, 피부세포·연골세포로 구분된다. 여기서 다시 줄기세포는 역분화줄기세포(iPS6), 배아줄기세포, 성체줄기세포로 나뉘며, 면역세포는 수지상세포, T세포 등으로 구분할 수 있다. 유전자 조작 여부를 기준으로 삼으면, 치료 효능을 발휘할 수 있는 세포를 체내에 단순 주입하는 방법과 vivo 방식처럼 체외에서 유전자 조작을 마친 뒤 체내로 주입해 치료 효능을 발휘하도록 하는 방법으로 구분된다.

1. 줄기세포치료제

줄기세포 치료제는 배아줄기세포, 성체줄기세포, 역분화줄기세포로 나뉜다. 이 중 배아줄기세포는 가장 다양한 종류의 세포로 분화할 수 있는 능력을 보유하고 있으나 분화 조절이 어려워 암세포가 될 가능성이 있다. 또한, 수정란을 파괴해야 얻을 수 있다는 점 때문에 연구 윤리에 어긋난다는 지적이 끊임없이 제기되었다. 반면, 성체줄기세포는 신체의 각 조직에 존재하는 줄기세포만 사용해 연구 윤리에 어긋난다는 지적은 거의 없었지만, 연골 등 특정 조직으로만 분화할 수 있어 대량 생산이 어렵다는 단점이 있었다. 이러한 단점들을 보완할 수 있는 세포로 역분화줄기세포(iPS)가 주목받고 있다. 역분화줄기세포(iPS)는 배아를 사용하지 않고도 다양한 종류의 세포로 분화할 수 있는 능력을 보유하고 있다.

하지만 줄기세포 치료제는 여전히 괄시를 받고 있다. 미국에서는 줄기세포와 관련한 임상시험 건수가 감소하고 있으며, 줄기세포 치료제 개발의 명확한 가이드라인을 제공하지 않고 있다. 유럽 역시 2007년 관련 법안을 재정하기는 했으나, 현재 이 법안으로 허가를 받은 줄기세포 치료제는 단 1개에 불과한 실정이다. 일본, 중국 등에서는 허가를 받은 치료제 개념이 아닌 시술개념으로 줄기세포 치료제가 사용되고 있다. 반면 국내의 경우 줄기세포치료제를 허가한 사례가 다수 있으며 최근엔 ‘첨단재생 바이오의약품 안전 및 지원에 관한 법률안’이 통과되어 오는 8월 말부터는 줄기세포 등 첨단재생의료와 바이오의약품의 심사 기간이 단축될 예정이다.

출처: 식품의약품안전평가원
출처: 식품의약품안전평가원

 

2. 면역세포치료제

면역세포치료제는 T세포와 같은 개념의 면역세포를 치료에 직접 사용한다. 이 방법은 환자의 면역체계를 활성화해 치료를 돕는다는 작용 기전을 가지고 있어 주목받고 있다. 특히, 항암 치료 등 면역 질환 치료에 혁신적인 효과를 보여주고 있다. 부작용 역시 기존의 항암요법에 비해 미미한 것으로 평가되고 있다.

면역항암요법은 화학요법, 표적치료제, 방사선치료 등 기존의 항암 치료법과 비교해 확실한 비교우위를 가지고 있다. 따라서 최근 바이오 신약 분야에서 가장 주목받고 있는 영역이다. 면역요법 CAR-T 치료는 혈액암 환자의 암세포를 완전히 소멸시키는 능력이 있어 완치 판정을 받기도 하는 혁신적인 결과를 보여주고 있다.

2016년 말 기준 전 세계에 등록된 CAR-T 세포치료는 220건이다. 이 중 188개는 현재 진행되고 있는 연구로 임상 1상의 연구가 128건으로 가장 높은 비중을 차지하고 있다. 연구는 대부분 암 치료를 목적으로 진행되고 있다.

CAR-T 치료는 분명 효과적인 세포치료법이다. 하지만 서로 다른 암세포에 맞춰 제작되어야 하기에 개발도 복잡하고 비용과 시간이 많이 든다는 단점이 있다. 따라서 앞으로는 유전자 가위를 이용한 Universal CAR-T의 대량 생산으로 생산성을 높인다면 가격 혁신 또한 이뤄질 것으로 기대한다.


"코로나19 치료에도 세포치료제가 효과적"


출처: 게티이미지뱅크
출처: 게티이미지뱅크

국내에서도 세포치료제를 활용한 연구가 진행되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST)의 생체재료연구단 김상헌 박사팀은 심혈관 질환의 한 종류인 ‘중증하지허혈(CLI, Critical Limb Ischemia)’을 치료하는 세포치료제의 임상시험을 식품의약품안전처로부터 승인받았다.

이는 과학기술정보통신부가 진행 중인 줄기세포 사업의 일부로 3차원 세포 조직화 기술을 이용한 말초동맥폐색질환과 피부성형재건 치료제의 원천 및 응용기술을 2016년 4월에 세포치료제 산업화 기업인 ㈜에스바이오메디그에 기술이전을 했다.

GC 녹십자랩셀도 자연살해세포(NK, Natural Killer)를 활용해 코로나19 치료제 개발에 착수했다. 임상은 올해 하반기 국내와 미국에서 진행할 계획이다. NK 세포치료제는 바이러스 제거에 먼저 관여하는 선천면역세포를 활용하고 있어 항체 선별과 같은 후보물질 도출이 필요하지 않고, 항암제 용도로 개발했기에 안정성도 확보된다. 따라서 임상 절차가 짧을 것으로 기대된다.

이에 관해 이희영 대한줄기세포치료 학회장은 지난 20일 기자 간담회에서 줄기세포가 코로나19 사망의 주요 원인이자 폐렴의 일종인 급성호흡부전증(ARDS)에 효과적이라고 말했다. 따라서 코로나19의 치료제 및 백신 개발이 어려운 상황에서 폐 질환 치료에 줄기세포를 활용해야 한다고 강조했다.

이희영 학회장은 “코로나19 등 바이러스 면역력은 일정 시간이 지나면 대부분의 사람 모두 가질 수 있으나 기저질환자 등은 이를 이겨내지 못하고 사망한다. 치료제나 백신을 만들어서 코로나19를 대비하겠다는 전략은 변수가 상당히 많다. 폐를 공격하는 바이러스를 죽인다고 폐가 살아나는 것이 아니기에 코로나19 치료에는 줄기세포 치료를 활용해야 한다.”라고 언급했다.

세포치료제는 기존 의약품과 비교하면 가장 ‘개인 맞춤형’에 가까운 치료제다. 특히 줄기세포는 ‘재생의료’라는 점에서 잠재성과 파급 효과가 크다고 볼 수 있다. 전통적인 의료는 약물 투여나 외과 시술이 중심이었으나, 이제는 유전자와 세포 단위로 질병을 파악하고 이해가 가능해졌으므로 점차 질병의 근본적인 치료가 가능한 수준으로 빠르게 변화할 전망이다. 더 나아가 인공 조직이나 장기를 만들어 자유롭게 이식할 수 있는 단계까지 발전할 것으로 기대된다.

 

[바이오타임즈=나지영 기자] jyna19@biotimes.co.kr


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