변종 ‘코로나19’ 무력화시킬 치료제와 예방제 개발 기대감

하임바이오 김홍렬 대표, 인(燐)중합체 (Inorganic polyphosphate)사용 연구결과 발표

기사입력 2020-07-13 11:04     최종수정 2020-07-13 11:25 프린트하기 메일보내기 스크랩하기 목록보기   폰트크게 폰트작게

하임바이오 김홍렬 대표▲ 하임바이오 김홍렬 대표
국내 코로나19 유행 초기에는 S형(A)과 V형(B)이 대부분이었지만 최근 수도권과 대전, 광주에서는 전파력이 높은 G형(C)이 나타나고 있다. 이처럼 감염력이 6배나 되는 변종 코로나가 최근 이슈가 되고 있는 가운데 (주)하임바이오는 현재 개발 중인 신종 코로나바이러스 감염증 치료제가 종전 보다 6배 빠른 전파속도와 높은 치사율을 지닌 변종 코로나19 바이러스도 동시에 무력화시킨 효과를 발견했다고 13일 밝혔다. 하임바이오 김홍렬 대표를 통해 자세한 이야기를 들어보았다.

 -코로나19 바이러스 변종이 발견되고 있어 걱정이다.

최근 전파력이 6배 증가한 G형 변이가 나타나면서 코로나19 바이러스 확산 속도가 빨라지고 있다. 완치자 혈청이 약발이 듣지 않을 정도로 변이가 이뤄진 이 바이러스가 바로 GH형이다. GH형은 세포 침투력이 2배 이상 높고, 전파력은 10배 이상 늘었다. 한국도 GH형이 많은 지역은 확진자 한 사람이 전파하는 정도를 나타내는 ‘재생산지수(R0)’가 전국 평균 1.06보다 월등히 높았다.

최근 변종 코로나19 바이러스에 효과가 있는 물질을 개발했다고 발표했는데?

현재 한국과 이탈리아에서 동시에 개발 중인 신종 코로나바이러스 감염증 (코로나19)치료제가 종전 보다 6배 빠른 전파속도를 지닌 변종 코로나19 바이러스까지 동시에 무력화시킨 효과를 발견했다.

변종 코로나 바이러스까지 치료할 수 있다는 인중합체는 어떤 물질인가?

인중합체의 신종 코로나바이러스 복제능 저해효능 발견은 세계 처음이다. 무기화합물인 인중합체는 음식물이나 의약품의 첨가제로 널리 사용되며, 미국 FDA의 공인을 받아 안전성이 입증된 소재다.

인중합체(Inorganic Polyphosphate)는 최소 3개에서 최대 1,000개 이상의 인산염(phosphate, PO43-)이 서로 연결되어 선형을 이루고 있는 중합체로 세균, 곰팡이, 식물, 포유동물 등 거의 모든 생물체에서 발견되고 있는 물질이다

 언제부터 연구가 시작되었는가?

1993년 미국 스탠포드 의과대학 생화학 연구실에서 연구를 시작하여 지금까지 꾸준히 연구해온 인(燐)중합체 (Inorganic polyphosphate)를 사용하여 이탈리아 연구소와 함께 인중합체의 특정 사슬길이와 농도에서 코로나 19 바이러스의 감염기전과 복제능을 동시에 억제하는 사실을 발견했다.

이탈리아 나폴리 소재 쎄인지연구소와 공동 연구했다고 하는데?

맞다. 이탈리아 나폴리 소재 쎄인지(CEINGE) 생명공학연구소와 함께 인중합체의 특정 사슬길이와 농도에서 코로나 19 바이러스의 감염기전과 복제능을 동시에 억제하는 사실을 발견하여 이 사실을 관계 유수 국제학술지에 기고하겠다.

 구체적인 연구과정을 밝힌다면?

이 연구는 1997년 발표된 인중합체의 HIV-1 (AIDS Virus) 바이러스의 항 바이러스 작용 (합포체작용; syncytium)에서 힌트를 얻어 연세대 의대 정재호 교수 연구팀과 코로나19 국내 확진자 시료를 이용하여 베로세포(Vero cell)에서 RNA 의존 RNA 중합효소인 RdRp (RNA dependent RNA polymerase)의 전사기능이 억제되어 실제로 바이러스성의 복제(viral replication)가 억제되는 현상을 발견 후 한국과 다른 변종 Covid19인 이탈리아에서도 로마와 광범위한 이탈리아 지역 다수의 확진자들 시료로 최종 확인했다. 

인중합체가 코로나19 바이러스 실험에서 어떤 효과를 보였나?

Covid19는 ssRNA (+) envelope virus로 우리 몸 안에서 생성되는 ACE2 (Angiotensin-converting enzyme 2; 폐, 심장, 소장, 남성 고환, 동맥 등 여러 신체조직 세포막에 존재하는 단백질)의 도움으로 바이러스가 우리 몸 안으로 침입할 때 스파이크(Spike) 단백질을 인지하여 감염이 시작된다. 몸안에 들어온 바이러스는 (+) RNA 사슬을 복제기전을 통해 체내에서 새로운 바이러스 입자구조(particle)로 되는 작업을 마친다.


이러한 하위유전체 (subgenomic RNA)는 전사(transcription) 와 번역(translation)을 통해 구조적 단백질을 9개 만들어 내는데 이중 잘 알려진 단백질이 E: envelope protein, S: spike protein, M: membrane protein, N: nucleocapsid protein 등이며, 이 몇몇 단백질을 타겟으로 진단키트나 백신개발 또는 치료제 개발을 해오고 있다. 인중합체는 위 두 기전의 단백질 전사기능을 완벽하게 차단한다.

최종 연구결과는 어떠했나?

하임바이오와 이탈리아 쎄인지 연구소의 연구결과는 우선 첫 감염 기전에 필요한 ACE2 단백질을 인중합체가 접합하여 단백질분해효소(proteasome)가 이를 분해하게 함으로써 첫번째 감염을 원천 차단하고, RdRp, N, S,(+) sgN, (+)sgS 등의 바이러스의 복제능에 관여하는 단백질에 전사기능을 원천 차단하여 이 단백질의 생성 자체를 차단한다.

또한 코로나 바이러스가 감염되거나 복제되어 전파하는 것을 막아 준다는 사실과 함께 이러한 작용이 현재 한국과 이탈리아에서 다시 유행되고 있는 6배의 감염력이 높은 변종 바이러스에도 적용됨을 밝혔다.

이는 이탈리아와 한국 두 나라에 서로 다른 covid19 염기서열 비교연구에서 변종 바이러스는 RdRp나 S 유전자 부분에 돌연변이를 대부분 일어나고 있슴을 염기서열에서 확인했다. 이 유전자의 변이 부분은 인중합체의 분자적 항 바이러스 작용 기전 부위와는 거리가 먼 분자적 위치임을 인공지능(AI) 분자 도킹 모델을 통해 증명했다.

향후 어떻게 인중합체를 통한 코로나19 치료제 개발이 진행될 예정인가?

인중합체가 covid19의 예방적 차원과 치료제 역할까지 가능함을 밝혔다. 곧 해외유명 학술지에 발표할 예정이다. 환자수나 희생자 수가 많은 이탈리아에서 임상을 진행하기로 합의했고, 연세대 의대 등 세 기관에서 진행할 예정이다. 또한 예방제 차원에서 다용도로 사용할 수 있는 ‘뿌리는 스프레이 류’의 개발은 한국과 유럽에서 동시에 진행될 예정이다.

특히 '케첩의 원조'로 불리는 미국 크래프트 하인즈(Kraft Heinz)에서 개발의지를 밝혀 연구에 속도를 내고 있다.

최근 하임바이오가 위암환자대상 임상1상에서 부분관해가 발견되었다고 하는데?

세브란스병원에서 작년 12월 시작된 대사항암제 후보물질 스타베닙의 임상 1상에서 표준 치료에 실패한 고형암 환자를 대상으로 약물을 경구 투여하는 방식으로 안전성을 평가 중에 병용투여가 아닌 단일물질을 투여한 환자군의 종양평가시 위암환자 종양의 크기가 감소하는 부분관해(PR, partial Response)가 확인된 바 있다. 암치료제 개발을 위한 임상은 현재 매우 순조롭게 진행 중이다.

한편, 기존에 약물을 치료제로 쓰려는 노력은 일본을 위시하여 중국과 유럽 등에서 활발하게 진행되고 있다. 그러나 아직도 치료약의 출연은 요원 한 것 같으며 바이러스 특정 부위의 빠른 염기서열 변화에 의한 돌연변이로 백신과 치료제 개발의 속도가 지연되고 있는 상황이다.

실험에 사용하고 제시한 인(燐)중합체 (Inorganic polyphosphate)는 음식물 첨가제로 미국 식품의약국(FDA)로부터 이미 그 안정성과 독성은 검증된 물질로서, 건강한 사람의 혈액 혈소판에 존재하는 물질 임은 물론 가격 경쟁력 또한 월등하여 산업적 생산 시 경제성이 높은 물질이기도 하다.  

끝으로 김홍렬 대표는 “이번 결과는 전세계가 팬더믹으로 경제적 정치적 사회적인 총체적 문제로 힘들어 하고 있는 가운데 유일한 치료제의 개발로 이루어 질 수 있는 강력하고 정확한 비교 실험결과로 또 하나의 희망이 되고 있다”고 밝혔다.

 
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