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[인터뷰] "한국이 열었다" 스탠드업테라퓨티스 '세계 최초' 척수손상 유전자치료제 임상 돌입
“제가 여기서 일어나면 기적이겠죠?”척수손상으로 하반신이 마비된 위라클(WERACLE) 유튜브 채널을 운영하는 유튜버 박위의 질문에, 과학 커뮤니케이터 궤도는 이렇게 답했다.“그렇죠. 기적이라는 건 보통 일어날 가능성이 매우 낮은 일을 말하죠. 근데 과학에서는 그런 일도 실제로 일어나요. 특히 양자역학에서는 0에 가까운 확률조차 절대 0은 아니기 때문에, 아주 낮은 확률의 사건도 현실에서 일어납니다. 그래서 과학이란 건 어떤 일이 일어날 확률이 높으냐 낮으냐를 분석하는 도구일 뿐, 매우 낮은 확률의 일이 일어나는 게 과학에서는 엄청난 일이 아닙니다.”일어날 확률이 희박하다는 이유로 포기해야 할 일은 아니다. 과학은 가능성의 문을 닫지 않는다. 그 철학은 지금, 불가능에 가깝다고 여겨졌던 척수손상 치료라는 난제 앞에서도 유효하다.스탠드업테라퓨티스(StandUp Therapeutics)는 사람의 몸속 세포 운명을 바꿔, 마비된 신경을 다시 연결하는 기술을 개발하고 있다. 줄기세포도, 역분화도 없이 체내 성상세포를 직접 신경세포로 전환하는 '직접교차분화(Direct Reprogramming)' 기반 유전자 치료제 'STUP-001'을 발굴, 세계 최초로 임상시험 승인을 획득했다. 스탠드업테라퓨티스는 '기적'이 아닌 '기술'로 낮은 확률을 현실로 바꾸고 있다.스탠드업테라퓨티스가 개발한 세포 리프로그래밍 기반 유전자 치료제 STUP-001이 지난 3월 21일 세계 최초로 식품의약품안전처(MFDS)로부터 임상 1/2a상 승인을 받았다. STUP-001은 세 개의 유전자를 하나의 AAV 벡터에 담아, 체내 성상세포를 직접 신경세포로 전환하는 생체 내 직접교차분화 기술을 적용한 치료제다. 이 기술은 줄기세포나 전구세포로의 역분화 과정을 거치지 않고 체내 기존 세포의 운명을 바꾸는 혁신적 접근으로, 국내외를 통틀어 전례가 없는 플랫폼 기술이다.이번 임상시험 승인은 단순한 기술적 성과를 넘어, 약 2년에 걸친 식약처와의 전략적이고 지속적인 협의 과정을 통해 이뤄진 결실이라는 점에서 더욱 의미가 깊다. 특히 생체 내 직접교차분화와 같은 새로운 개념의 유전자 치료제에 대해 국내 규제기관이 적극적인 협력과 소통으로 임상 진입을 가능케 했다는 점은 국내 신약개발 규제 환경에서 중요한 이정표로 평가된다.스탠드업테라퓨티스는 국내 규제기관과의 협력을 통해 세계 최초의 임상 진입 사례를 만들어내며, 그동안 치료가 불가능하다고 여겨졌던 만성 척수손상의 영역에서 실제 회복 가능성의 문을 여는 데 성공했다.약업신문은 최근 서울 용산구에 위치한 스탠드업테라퓨티스 본사에서 유준상 대표를 만나, 세계 최초로 임상에 진입한 유전자 치료제 STUP-001의 개발 배경과 기술적 차별성, 특히 식약처와의 협력 과정을 비롯한 향후 임상시험 계획에 대해 자세한 이야기를 들었다.STUP-001 핵심 기술인 세포 리프로그래밍 '직접교차분화 기술'이 무엇인지.세포 리프로그래밍 기술은 손상된 세포를 치료 목적의 세포로 전환하기 위한 기술로써 '세포 운명전환'이라고도 불린다. 이 중 직접교차분화 기술은 줄기세포(iPSC) 단계나 전구세포로의 역분화 과정을 거치지 않고, 기존 세포를 원하는 세포 유형으로 직접 전환하는 방식을 의미한다.기존 iPSC 기반 치료기술은 유도만능줄기세포(iPSC)의 제작, 그로부터의 분화, 분화된 세포의 이식 등 복잡한 절차를 필요로 한다. 이 과정에서 줄기세포 특성(Stemness)을 지닌 세포나 인자가 체내에 남아 있을 경우, 종양 형성 또는 의도하지 않은 세포 분화와 같은 심각한 위험이 발생할 수 있다. 반면, 직접교차분화 기술은 생체 내에 존재하는 성상세포나 신경 아교세포를 표적 신경세포로 직접 전환함으로써, 위험 요소를 근본적으로 회피할 수 있다.실제 세포가 모든 성질이 바뀌는 과정에서 매우 높은 수준의 자유에너지가 생성되는데, 이를 효과적으로 제어하고 안정적인 상태로 유도함으로써 직분화 효율을 극대화하는 것이 해당 기술의 핵심이다.기존 iPSC 기반 세포치료 기술 대비 직접교차분화 기술의 차별성은.iPSC 기반 기술은 세포가 높은 가소성을 갖는 상태를 거친다. 이 때문에 예상치 못한 분화, 종양화 등, 오프타깃과 같은 안전성 문제 우려가 크다. 직접교차분화는 이러한 단계를 거치지 않으므로 오프타깃 이슈와 종양화 위험이 낮고, 안정성이 높다는 점에서 차별화된다.STUP-001의 '다중 유전자 탑재 직접주입 전략'은 어떤 방식인가.STUP-001은 3개의 유전자를 하나의 AAV 벡터에 탑재해 손상 부위에 직접 주입하는 방식으로 설계된 치료제다. 이는 하나의 세포 내에서 모든 전사인자가 동시에 발현돼야 하는 직접교차분화 과정의 효율을 극대화하는 전략이다.다중 유전자 탑재 직접주입 전략은 전신(Systemic) 또는 척수강내(Intrathecal) 투여 방식과 비교하면 비표적 효과를 최소화하고, 손상 부위에 정확히 약물을 전달함으로써 치료의 정밀도와 효율을 동시에 확보할 수 있다. 또한 기존 유전자 치료제와 비교해 투여 용량이 현저히 낮으므로 경제성과 안전성 측면 모두에서 큰 강점을 가진다.STUP-001에 사용된 3개의 유전자 조합 구성과 그 근거는.STUP-001은 총 3개의 유전자로 구성돼 있다. 이 중 2개는 운동성 신경세포의 운명에 관여하는 것으로 기존에 잘 알려진 전사인자(Transcription factors)다. 나머지 1개는 스탠드업테라퓨티스가 다년간의 연구를 통해 독자적으로 발굴한 파이어니어링(Pioneering) 인자다. 파이어니어링 인자 1종과 다양한 신경세포 분화 관련 전사인자 조합을 폭넓게 스크리닝한 결과, 현재의 최적 조합을 도출하게 됐다.이 파이어니어링 인자는 유전자의 접근성(DNA accessibility)을 향상시키고, 성상세포가 신경세포로 전환되기 용이한 세포 미세환경(Cellular microenvironment)을 형성함으로써 직접교차분화의 효율을 높이는 역할을 한다.직접교차분화의 성공 여부는 계통추적법과 전기생리학적 분석을 통해 과학적으로 입증했다. 특히 척수신경 손상 동물모델에서 STUP-001을 적용한 결과, 행동학적 유효성이 확인됐다. 또 운동유발 전위 및 감각신경 유발 전위 분석을 통해 감각 및 운동신경의 기능적 신호전달 회복도 객관적으로 검증됐다.STUP-001 전임상 결과와 관련 논문에 대해 설명 부탁드린다.STUP-001은 현재 지식재산권 보호 및 글로벌 제약사들과의 라이선스 협의가 진행 중인 관계로, 주요 연구 논문과 임상 데이터는 향후 단계적으로 공개될 예정이다. 해당 기술을 기반으로 한 기초 연구 결과는 이미 다수의 국제 저명 학술지에 발표됐다. 올해 안으로 하반신 마비 환자 9~12명을 대상으로 한 임상시험의 중간 분석 결과는 최대한 빠르게 임상 저널에 발표할 계획이다.2017년에는 △Nature Nanotechnology(IF: 43.3)에 'Electromagnetized gold nanoparticles mediate direct lineage reprogramming into induced dopamine neurons in vivo for Parkinson's disease therapy.'라는 제목으로 연구 결과를 게재했다.2022년에는 △Acta Biomaterialia(IF: 10.6)에 'Elongated nanoporous Au networks improve somatic cell direct conversion into induced dopaminergic neurons for Parkinson's disease therapy',△Journal of Clinical Pharmacology and Therapeutics(IF: 5.6)에 'Novel gene therapies technology for spinal cord injury (SCI) therapy: Efficient direct lineage reprogramming', △Nanomaterials(IF: 5.7)에 'Gene therapy using efficient direct lineage reprogramming technology for neurological diseases' 논문을 발표했다.지난해에는 △Nano Letters(IF: 10.8)에 'Plasmonic Annular Nanotrenches with 1 nm Nanogaps for Detection of SARS-CoV-2 Using SERS-Based Immunoassay' 논문도 발표했다.이 연구들의 핵심은 분자생물학적 분석(RNA transcriptomics, 단백질 LC/MS)을 통해 직접교차분화 기술로 유도된 신경세포의 특성을 정량적·정성적으로 확인하고, 해당 과정에서 나타나는 직접교차분화 특이적 후생유전학적 메커니즘을 규명한 데 있다. 또한 전기생리학적 분석을 통해 유도된 신경세포가 실제로 기능적 활성을 보인다는 점을 객관적으로 입증한 점 역시 중요한 성과로 평가된다.아울러 GLP 기준의 독성시험, 유전자 삽입 위험성 평가, 면역원성 테스트, 분자생물학적 안전성 분석 등 여러 각도의 안전성 검증을 수행함으로써 STUP-001의 생체 내 안전성을 확보했다.STUP-001의 조직 특이성과 비표적 전환 등, 안전성 결과는.STUP-001은 외부 충격으로 인한 광범위 척수손상 환자를 타깃하므로 특정 조직에만 작용하도록 설계되지는 않았다. 질환 부위에 직접 투여함으로써 비표적 세포로의 전환 위험을 최소화했다. 실제 GLP 독성시험 결과에서 목표 투여 용량의 500배에 해당하는 고용량에서도 독성이 관찰되지 않았다. 약물 분포시험에서는 투여한 약물의 99% 이상이 표적 부위 내에서만 존재하는 것도 확인됐다. 동물모델에서 분포시험 결과에서는 투여 16주차 이후 대부분 약물이 체내에서 소실된 것을 확인했다.식약처는 임상시험 심사 과정에서 단순 투여 부위뿐 아니라 추후 분포가 예상될 수 있는 대부분 장기를 대상으로 분포 및 안정성 확인 요청을 했다. 이에 따라 사람 샘플을 활용해 안전성을 철저히 규명, 연구자 주도 임상 1/2a상 승인을 얻어냈다.STUP-001은 발현 이후 성공적으로 세포 운명 전환을 유도한 뒤, 제거돼도 치료 효과가 유지된다. 이 때문에 타사 대비 적은 투여 용량으로 결정했음에도 충분한 효과를 기대할 수 있다. 면역원성 시험을 통해 STUP-001이 생체 내에서 해로운 면역 반응을 유발하지 않는다는 점도 확인했다. AAV 제제의 특성상 발생 가능한 유전자 삽입 위험성 분석에서도 STUP-001은 유전자 삽입으로 인한 유해성이 매우 낮은 것으로 나타났다.일반적으로 AAV 기반 벡터는 유전자 삽입에 대한 우려가 크지 않다. 그러나 STUP-001이 국내 최초의 세포 리프로그래밍 기반 유전자 치료제인 만큼, 식약처에서는 해당 이슈에 대해서도 명확한 검증을 요구했고, 관련 시험을 통해 모든 평가 항목에서 안전성을 입증했다.STUP-001의 주목할 만한 유효성 특징은.척수 손상이 발생하면 척수조직의 신경세포가 단절되고, 이 부위의 성상세포가 반응성 상태로 변화하면서 'Glial Scar(아교흉터)'를 형성하게 된다. 이 Glial Scar는 세포에 물리적·화학적 스트레스를 가할 뿐만 아니라, 염증 반응을 유도해 2차, 3차 마비를 유발하기도 한다. STUP-001은 이러한 불필요한 세포를 신경세포로 직접 변환함으로써, 뇌와 천골(Sacral) 부위 간의 신경 연결(Neuronal Linkage)을 회복시키는 작용을 한다.기존 유전자 치료제와 비교해 갖는 강점은.STUP-001은 단순한 보완을 넘어 손상된 조직 내에서 새로운 기능 세포를 유도하는 능동적 치료제로, 척수손상 마비 치료를 시작으로 다양한 중추신경계 질환으로의 확장 가능성이 높은 점이 강점이다.대부분의 유전자 치료제가 돌연변이나 결손된 유전자를 보완(Refill)하는 방식의 치료 전략을 취하고 있다. 반면 STUP-001은 필요한 세포를 직접 생성해내는 직분화 기술 기반의 치료 전략을 적용하고 있다.다중 유전자를 하나의 벡터에 탑재해 치료에 적용한 사례는 현재까지 존재하지 않는다. STUP-001은 이 전략을 세계 최초로 적용한 사례다. 특히 직접 주입 방식은 기존 유전자 치료제 대비 투여 용량을 획기적으로 줄일 수 있다는 점에서 차별성을 가진다. 이는 약물 사용량 감소에 따른 경제적 이점뿐만 아니라, 환자가 불필요한 고용량에 노출될 위험을 줄일 수 있다는 점에서도 의의가 크다.세포 리프로그래밍 기반 유전자 치료제의 글로벌 연구개발 현황은.현재 세포 리프로그래밍 기술을 기반으로 임상 단계에 진입한 사례는 단 한 건뿐이다. 중국 뉴엑셀 테라퓨틱스(NeuExcell Therapeutics)가 뇌졸중 환자를 대상으로 리프로그래밍 기술을 적용한 치료제의 임상시험을 중국 규제기관으로부터 승인받아 준비하고 있다.이 외에도 미국 FDA, 유럽 EMA, 한국 식약처를 포함한 주요 글로벌 규제기관 가운데, 세포 리프로그래밍 기반 유전자 치료제의 임상시험을 정식으로 승인한 사례는 STUP-001이 세계 최초다.특히 주목할 만한 점은 STUP-001이 단일 유전자(Monocistronic)가 아닌 복수 유전자(Polycistronic)를 하나의 AAV 벡터에 동시에 탑재한 유전자 치료제라는 점이다. 이와 같은 다중 유전자 기반의 직접교차분화 치료 전략은 기존에 승인된 그 어떤 유전자 치료제에서도 전례가 없는 최초 사례이며, 글로벌 규제기관과 학계에서도 기술적 난이도와 임상적 의미를 높이 평가하고 있다.세계적으로 엄격한 규제기관 중 하나로 평가받는 식약처에서 해당 기술을 적용한 신약후보 물질이 임상을 승인받았다는 점은 STUP-001의 과학적 근거와 안전성에 대한 신뢰를 방증하는 대목이다.세계 최초로 식품의약품안전처로부터 '비유전질환', 타깃 세포 리프로그래밍 기반 유전자 치료제 임상 승인을 받았다. 이에 대한 소감은.STUP-001은 3개의 유전자를 기반으로 한 유전자 치료제임에도, 유전적 결함으로 인한 질환이 아닌 비유전질환을 적응증으로 임상에 진입한 세계 최초의 사례다. 이번 임상 승인 사례를 통해 STUP-001이 해당 기술의 상업적, 임상적 실현 가능성을 입증했다. 이를 계기로 더 많은 연구자와 기업들이 비유전질환 영역에서도 유전자 치료제 개발에 도전하게 될 것으로 기대한다.임상시험계획서(IND) 승인까지 식약처와의 협력 과정은.생체 내 세포 리프로그래밍이라는 개념은 국내에서 아직 생소한 기술로 분류됐고, 기존의 제도 체계만으로는 적절한 평가와 심사가 어려웠다. 이에 따라 해당 과제는 2023년 보건복지부에서 식약처로 이관됐고, 이후 약 2년에 걸쳐 식약처와 긴밀하고 체계적인 협의를 지속한 끝에 최종적으로 IND 승인이라는 결실을 볼 수 있었다.유전자 치료제와 세포 치료제와 같은 고위험이 따르는 첨단신약에 관한 연구자 임상시험은 보건복지부가 주관하며, '첨단재생의료 및 첨단바이오의약품 안전 및 지원에 관한 법률'에 따라 IND를 제출하고 관련 절차를 진행하게 돼 있다.현재 국내에서 수많은 혁신 기술과 신약 후보물질이 개발되고 있으나, 식약처의 엄격한 규제 기준을 넘지 못해 해외에서 개발이 되는 사례가 적지 않다. STUP-001은 이러한 현실 속에서 국내 규제 당국과의 적극적인 협력과 기술 소통을 통해 허가 문턱을 넘은 신기술(세포 리프로그래밍) 을 이용한 첫 사례로서 주목할 만하다.특히 이번 사례는 유사한 기술을 개발 중인 국내 기업이나 연구기관들에 실질적인 선례이자 규제 대응에 구체적인 가이드를 제시할 수 있는 의미 있는 출발점이 될 것으로 기대된다.임상 1/2a상 계획에 대해 설명 부탁드린다.이번 임상시험은 척수신경 완전손상으로 인한 중증 마비 환자를 대상으로 진행될 예정이다. 9명에서 최대 12명까지 참여할 예정이며, 최종 참여 인원은 임상시험 중 수행되는 용량제한독성(DLT) 평가 결과에 따라 조정될 수 있다.해당 임상시험은 1차 평가 지표로 안전성을, 2차 평가 지표로는 탐색적 유효성을 확인하는 것을 목표로 한다. 중증 신경계 질환 환자 대상 임상인 만큼, 초기 안정성 검증을 무엇보다 중요하게 보고자 한다.향후 임상시험 진행 계획은.해당 임상시험은 2025년 5월 중 임상시험 개시 회의를 시작으로 본격적으로 진행될 예정이다. 오는 3분기 말에서 4분기 사이에는 첫 번째 환자에게 약물이 투여될 것으로 예상하고 있다. 임상시험계획서에 따라 2025년 하반기 중간보고서가 발급될 예정이며, 전체 임상이 종료되는 2026년 말에는 최종 임상시험결과보고서가 발행될 전망이다.만성 척수손상은 사회적 부담이 크고, 치료제가 없는 미충족 수요가 매우 큰 분야다. STUP-001 개발이 신경재생의학 또는 재활의학의 치료 패러다임에 어떤 전환점을 제시할지.STUP-001은 치료제가 전무한 만성 척수손상 영역에서 신경세포 직접 전환이라는 새로운 치료 전략을 제시한다. 기존 대증적 재활 중심 치료에서 벗어나 근본적인 신경세포 재생을 통한 기능 회복이라는 새로운 패러다임을 제시한다.이러한 직접교차분화 기술 기반 접근은 기존 약물이나 재활요법으로는 기대하기 어려웠던 신경회복 가능성을 열어주는 혁신적인 방식이다. 나아가 해당 기술 플랫폼은 동일한 세포 전환 기전을 기반으로, 다양한 중추신경계 질환으로 적응증 확장 가능성 또한 높게 평가된다.투자 유치나 기술이전 관련 진행 상황은.현재 여러 국내외 기업들과 기술이전 및 투자 유치와 관련한 협의가 진행 중에 있다. 다만 엄격한 비밀유지협약에 따라 구체적인 기업명이나 진행 상황을 외부에 공개하는 것은 어렵다.마지막으로 전하고 싶은 말씀 부탁드린다.STUP-001 임상 진입은 스탠드업테라퓨티스의 단독 성과가 아니다. 무엇보다 식약처의 긴밀하고 적극적인 협력과 임상수행 기관인 연세대학교 세브란스병원 하윤 교수팀, KIST 이승은 박사의 AAV 최적화 기술, 국가신약개발사업단(KDDF)의 전폭적인 재정 지원이 있었기에 가능한 결과였다. 이 자리를 빌려 모든 협력기관과 연구 파트너에게 깊은 감사의 마음을 전한다.스탠드업테라퓨티스 유준상 대표 주요 경력·2021년 9월 ~ 현재: 스탠드업테라퓨티스(CEO) - 척수손상, 파킨슨병 등 대상 치료제의 연구개발 및 전략 총괄- 나노기술을 활용한 세포리프로그래밍 기술 국제저명학술지 Acta Biomaterialia (IF:10.6) 발표- 세포리프로그래밍 기술 이용 유전자치료제 개발에 대하여 Journal of Clinical Pharmacology and Therapeutics (IF:5.6) 및 Nanomaterials (IF:5.7) 발표- 나노입자활용 초 고감도 디텍션 기술 개발에 대하여 Nano Letter (10.8) 발표- MFDS 척수손상으로 인한 마비환자 대상 유전자 치료제 임상시험 승인·2019년 6월 ~ 2020년 8월: 한국과학기술연구원(KIST) 신경과학연구센터(위촉연구원) - 세포 리프로그래밍을 통한 유도 신경세포 생성 기술 개발 및 퇴행성 뇌질환 연구 수행·2018년 11월: 한국 분자세포생물학회 최고 학술상 시상·2018년 5월 ~ 2019년 6월: 동국대학교 줄기세포 및 재생의학 연구소(PostDoc) - 줄기세포 기반 신경세포 재생 및 세포 운명 전환 연구 수행·2017년 9월: 국제저명학술지 Nature Nanotechnology (IF:43.3) 제1저자 파킨슨 질환 유전자 치료 논문 발표
권혁진
2025.04.09