코로나19 팬데믹 이후, 바이오는 단순한 기술을 넘어 국가 안보에도 직결된다는 것을 확인했다. 특히 미국은 바이오를 산업 일부에서 '바이오이코노미(BioEconomy)'라는 국가 경제 전반의 개념으로 발전시켰다. 한국생명공학연구원은 글로벌 기술패권 경쟁 속에서 혁신의 원동력이 될 바이오 미래유망기술 10가지를 선정했다. 약업신문은 이 중 바이오의약과 관련된 6가지 기술을 집중 조명 한다. <편집자 주>

삼성가(家)의 유전병으로, CJ그룹 이재현 회장이 앓고 있는 샤르코 마리 투스병의 치료제 개발이 머지 않았다. 툴젠은 올해 샤르코 마리 투스병 치료제 'TGT-001'에 대한 임상 1/2a상을 진행할 계획이다. 툴젠이 개발 중인 이 신약은 ‘유전자편집기술’을 적용한 치료제다. 

치료제 개발을 위한 유전자편집기술은 질환을 일으키는 특정 유전자를 제거하거나 다른 유전자로 치환시키는 기술을 말한다. 이를 통해 질환을 치료할 수 있고 발병을 막을 수도 있다. 유전자가위로 잘 알려진 크리스퍼 캐스9(CRISPR-CAS9), 크리스퍼 캐스12f(CRISPR-CAS12f) 등이 유전자편집을 가능하게 하는 유전자편집기술의 요소 중 하나다.

한양대학교 의학과 최동호 교수는 “유전자편집기술은 상업성이 낮고 치료제 개발이 필요한 희귀유전질환 환자의 치료를 가능하게 한다”면서 “최근 높아진 유전자편집 효율성과 안전성에 따라 다양한 치료제 개발 성공이 기대된다”고 16일 평가했다.

유전자편집기술은 지금까지 혁신적인 기술로 가능성이 높게 평가돼왔다. 그러나 인체 적용 가능성에 대해선 불확실성이 컸다. 최근 이 기술 기반의 신약이 임상 3상에 성공, 승인을 위한 FDA의 검토가 진행되며 현실화를 눈앞에 두고 있다.

크리스퍼 테라퓨틱스(CRISPR Therapeutics)와 버텍스 파마슈티컬스((Vertex Therapeutics)는 지난달 3일 크리스퍼 캐스9 기반의 수혈 의존성 베타 지중해 빈혈과 겸상 적혈구 빈혈증 치료제 '엑사셀(Exacel)'을 FDA에 승인 신청했다. 업계에선 임상 3상에서 유효성과 안전성이 입증됐고, 엑사셀이 희귀유전질환 치료제인 만큼 승인될 가능성이 높다고 평가했다. 엑사셀이 FDA에 승인되면 유전자편집기술 기반 최초의 신약이 탄생하게 된다.

엑사셀은 임상 3상에서 베타 지중해 빈혈 환자 44명의 수혈 기간을 최대 36.2개월로 대폭 늘렸고, 1회 투약만으로 약 3년간 유효성을 보였다. 또 겸상 적혈구 빈혈 환자 31명은 엑사셀 투여 후 최대 32.2개월까지 혈관 폐쇄 증상을 보이지 않았다.

또 인텔리아 테라퓨틱스는 유전자편집기술 기반 트랜스티레틴 아밀로이드 심근병증을 타깃으로 임상 1상을 진행 중이다.

국내는 툴젠이 가장 선두에서 연구개발을 진행 중이다. 툴젠은 호주 카세릭스(CARtherics)에 기술이전한 유전자편집 기반 CAR-T 세포치료제 'CTG-004'가 올해 임상 1상에 진입할 예정이다. 툴젠은 크리스퍼 캐스9 원천 기술 개발사로 해당 기술 기반 치료제가 임상시험에 진입하는 만큼 더 많은 관심을 받고 있다.

유전자편집 기반 신약 탄생이 가시화되며 해당 기술에 대한 기술거래도 활발해지는 추세다. 진코어는 3월 29일 미국 제약사에 초소형 유전자가위 기술을 활용한 유전자치료제 개발에 관한 공동연구 협약을 맺었다. 진코어는 사업화 성공에 따라 최대 3억5000만 달러(약 4500억원)를 받을 수 있다. 

진코어의 초소형 유전자가위 기술 플랫폼 'TaRGET(Tiny nuclease, augment RNA-based Genome Editing Technology)'은 크리스퍼 캐스9 대비 편집 효소의 크기가 작은 게 특징이다. 이에 따라 아데노바이러스벡터(AAV)로 전달할 수 있어, in vivo(체내) 직접 유전자 도입을 통한 유전자치료제 개발에 용이하다.

최 교수는 “최근 환자별 맞춤 디자인을 넘어 돌연변이 종류, 위치, 크기 상관없이 모든 환자에게 적용이 가능한 유전자별 맞춤 형태의 치료제가 개발되고 있다”고 전했다. 이어 그는 “유전자 편집된 세포를 사용한다는 것에 대한 사회의 부정적 인식과 윤리적 문제가 개선될 필요가 있다”고 덧붙였다.

또한 최 교수는 유전자편집기술 기반 치료제가 환자에게 사용이 안정적으로 이뤄지기 위해선 △크리스퍼 넉인(CRISPR Knock-in) 시스템 기반 유전자 코딩 영역(CDS) 삽입 기술 △리보핵단백질 시스템 기반 유전자 전달 기술 △시험관 내 세포 유전자 치료 후 이식 기술의 확보가 필요하다고 강조했다.