정책
BT 의약품의 연구개발 동향
바이오 의약(Biopharmaceuticals or biological drugs)은 살아있는 생물체에서 유래되거나 그 공정과정이 미생물을 수반하는 치료 및 예방 의약품을 지칭한다.
전통적으로 의약품은 소분자(small molecule)를 가르키나, 바이오 의약은 주로 단백질, 펩티드, 핵산, 불활성화된 바이러스 및 박테리아로 이루어져 있으며 단백질치료제, 유전자치료제, 세포치료제 세 그룹으로 분류할 수 있고, 현재 단백질 의약이 그 대부분을 차지한다.
Banting과 Best가 1922년 인슐린을 처음으로 정제한 이래, 인슐린은 소와 돼지의 췌장으로부터, 성장호르몬은 인간의 뇌하수체에서, 혈우병에 사용되는 인자 VIII 및 인자 IX는 인간의 혈장에서 각각 추출되어 사용되어 왔다. 이렇게 사용되어 왔던 추출정제형 단백질치료제는 바이러스 감염의 가능성에 대한 문제로 인하여 점차 시장에서 사라지고 있는 추세이다.
특히, 1973년 미국의 Cohen과 Boyer가 개발하여 현재 생명과학 발전의 근간을 이루는 유전자재조합(Recombinant DNA) 기술은 추출정제형 단백질치료제가 재조합 단백질 치료제로 바뀌는 데, 결정적인 역할을 하게 되었다.
1982년 미국 식품의약품안전청은 재조합 인슐린을 허가하였고, 1986년에는 재조합 HBV 백신을 허가하여 바이오의약의 태동기를 형성하였다. 1998년 Neupogen이 최초의 블록버스터 바이오 의약으로 탄생하였고, 2002년 324억불에서 매년 27.7%의 성장률을 보여주고 있다. 이는 소분자 의약품 시장의 성장률을 약 2배나 앞지르는 매우 높은 수치이다. 1993년 미국이 산업차원에서 바이오산업(Biotechnology Industry)이라는 용어를 공식적으로 사용하게 되었고, BT 의약품은 바이오산업관련 의약품으로, 통상적으로 바이오 의약을 의미한다.
바이오산업은 1982-1991년을 태동기, 1992-2001년을 팽창기, 2002년 이후를 전성기로 나눌 수 있다(그림 1. 바이오산업의 발달과정). 태동기에 허가 받았던 erythropoietin, GM-CSF, IFN- . 인슐린 등은 모두 현재 블록버스터 바이오 의약이다. 팽창기에는 분자생물학, 단백질공학, 면역학의 발달에 힘입어 바이오의약의 적응증이 확대되고, 각종 희귀난치성 질환에 적용되었다. 전성기의 화두는 당연히 인간 유전체 정보의 활용과 이에 따른 신규 약물표적(druggable target) 단백 또는 유전자의 발견이다.
그림 1. 바이오산업의 발달과정
1. 단백질치료제의 연구개발 동향
단백질치료제는 약리학적 관점에서 다시 네 가지 군으로 나뉠 수 있다. 첫째, 효소 또는 조절활성을 가진 단백질 치료제로 각종 호르몬, 효소, 사이토카인 등이 이에 속한다. 둘째, 특수한 표적 활성을 가진 단백질치료제로 항체치료제가 이에 속한다. 셋째, 단백질 백신이다. 넷째, 단백질 진단제이다.
현재 초기 바이오 의약을 대표하였던 많은 단백질치료제의 특허가 만료되는 시점이므로 이를 계기로 많은 기업들이 바이오 제네릭에 관심을 보이고 있다. 특히 LGLS, 녹십자, 동아제약 등의 국내 제약기업 등은 공정기술을 중심으로 바이오 제네릭 기술을 발전시켜 왔다.
오리지날 제품의 reformulation 또는 변형을 통하여 기존 제품보다 더 가치있는 슈퍼 바이오 제네릭 제품에도 큰 비중을 두고 있다. 이는 주로 단백질의 반감기를 개선하는 것과 관련이 있으며, PEG 부착, Hyperglycosylation, Human serum albumin 결합, 항체의 Fc 결합 등의 기술에 의하여 이루어지고 있다. 이외의 서방형 등의 약물전달(약동학) 특성의 개선도 매우 중요한 이슈이다.
그러나 단백질치료제의 가장 중요한 이슈는 무엇보다도 신규 항체치료제의 개발이다. 이는 항체치료제가 향후 바이오 의약의 가장 큰 부분을 차지할 것으로 예상되기 때문에 더욱 더 중요하다. 또한 유전자 진화기술을 이용한 보다 활성이 뛰어난 의약품의 개발, molecular farming 기술 등도 주목해야 할 것이다.
2. 항체치료제의 중요성
현재, 제약업계에서 치료용 항체의 시장은 가장 가파르게 성장하고 있다. 약 20여 개의 치료용 항체 제품이 미국 식품의약품안전청의 허가를 얻어 상품화되었으며, 시장규모는 2002년 기준 약 54억불로 2001년 대비 37.5% 증가되었다.
실례로 악성 림프종 치료제인 Rituxan은 1998년 시판 첫해 약 1억 6천만 달러의 매출을 기록한 이래 매년 그 매출이 급속히 증가하여 2003년에는 약 4억 9천만 달러의 매출을 기록하였고, 2006년에는 약 22억 달러에 이르는 매출이 기대되고 있다.
관절염치료제로 개발된 Remicade 및 Humira의 경우 2005년에는 약 50억불, 2008년에는 70억불의 매출을 달성 할 것으로 추정되어 가장 가치있는 의약품 9위와 14위에 도달할 것으로 예측되고 있다.
더욱 고려할 점은, 항체치료제 시장은 현재가 초기라는 점이다. 항체치료제는 미국 FDA 승인을 기다리고 있는 바이오 의약 중 가장 많은 비중을 차지하고 있는 의약품이다. 대부분 인간화 또는 인간항체인 약 270개 이상이 임상시험 중에 있으며, 향후 2008년까지는 약 60~70여개 이상의 항체가 시판되며 연간 약 29% 이상의 폭발적인 성장률을 보이며 성장하여 140억불 이상의 시장을 형성할 것으로 추정된다. 특히 인간 유전체 프로젝트의 상승효과를 통해 치료용 항체의 개발은 더욱 더 용이해질 것으로 판단된다. 또한 최소한 향후 20 여 년간은 고성장을 유지할 것으로 전망된다.
그렇다면 왜 많은 바이오텍 회사와 제약회사들이 항체치료제에 관심이 있는가?
이는 소분자의 경우 개발기간이 길고(평균 10~12년) 많은 투자금액이 소요되나 항체치료제의 경우 개발기간을 5~6년으로 단축할 수 있고 전임상 비용도 항체치료제인 경우 2백만달러로 기존의 신약에 비하여 1/10인 셈이다. 또한 항체치료제는 미국식품의약품안전청 신약 승인률이 대단히 높고, 시장에서 가격이 높으며 제네릭의 도전이 아직 높지 않다는 큰 장점이 있다.
3. 유전자치료제의 연구개발 동향
유전자치료제는 현재까지의 임상적 실패에도 불구하고 세포수준에서 치료지수가 매우 높다는 점에서 매우 중요한 미래 치료법으로 간주된다.
대부분의 유전자치료제는 암세포의 선택적 사멸에 초점이 맞추어져 있으나, 안전성과 효과를 모두 추구하는 약물이라는 측면에서는 향후 개발되어야 할 난제들이 많이 남아있다. 도입된 유전자를 표적세포집단에 특이적으로 발현시키고, 생리학적으로 적정한 수준으로 제어가능하게 만드는 기술을 확보하는 데는 시간이 걸릴 것으로 판단된다.
그러나 단순 열성 멘델식 질환, 성염색체 연관 질환, 삼체 반복 또는 미토콘드리아 유전에 기인하는 질환에서는 손실되거나 손상된 단백을 대체한다는 면에서 지중해 빈혈증이나 혈우병 같은 질환에 상용되는 치료법이 장기적이고 비싸고 부분적 효과만 내는 치료법인 경우이거나 낭성섬유증과 같이 현재 치료법이 고식적 요법인 경우에는 빠른 시일 내에 기존 치료법을 대체할 것으로 기대된다.
특히 안티센스(Antisense) 및 RNA간섭(RNAi) 등은 특정 유전자를 선택적으로 억제한다는 점에서 향후 유전자치료제의 가능성을 더욱 밝게 해 주고 있다.
4. 세포치료제의 연구개발 동향
세포치료제는 골수이식법의 개념을 그 출발선으로 하고 있다. 현재의 세포치료제는 배아줄기세포, 성인줄기세포 확립 기술을 그 기반으로 하고 있다. 그러나, 줄기세포 치료제가 상용화되기 위해서는 표적기관에서의 분화의 문제, 기능적 복원의 문제, 표준화의 문제 등 넘어야 할 장애가 남아있다. 또한 배아줄기세포의 경우는 윤리문제, 기술적 난이도의 문제, 면역성의 문제 등이 더 추가되어 향후 많이 연구가 요구되고 있다.
그림 2. 치료용항체(antibody)와 화합물 신약(small molecule)
편집부
2006.01.02