[메디게이트뉴스 서민지 기자] 국내 바이오텍들이 난치·만성질환을 극복하기 위해 펩타이드, 마이크로바이옴 등 신기술을 적극적으로 연구개발하고 있다.

엔솔바이오사이언스·바이옴로직 등은 최근 열린 신한헬스케어포럼에서 근골격계 질환, 면역질환, 염증성장질환, 습성·건성 황반변성 등의 신약 개발 R&D 파이프라인을 공유하고, 성장전략에 대해 발표했다.

엔솔바이오사이언스는 빅데이터 신약발굴 플랫폼을 보유한 펩타이드 기반 치료제 개발 기업으로, 바이오 빅데이터와 인공지능(AI)을 활용한 신약후보물질 발굴 플랫폼을 보유하고 있다.
 

신약 후보물질 발굴플랫폼 KISDD 3.0은 질병에 대한 전체적인 이해를 통해 약물 탐색 전략을 수립하고, 기존의 정보(데이터베이스)와 컴퓨팅 기술을 사용해 연역적 접근법(deductive approach)으로 후보물질을 도출하는 기술이다. 도출된 후보물질은 자체 합성을 통해 효능을 먼저 확인한 후 작용기전을 규명하며, 신약개발에 필요한 다양한 실험들을 진행할 수 있도록 설계한다.

ETONS(Ensol Trans-Omics Network System) 플랫폼은 분자간 상호작용 네트워크 분석시스템으로, 인체 또는 동물, 식물, 미생물에 있는 모든 단백질, 유전자, 대사산물들의 상호작용에 대해 3차원 네트워크로 시각화한다. 이를 통해 신약개발 과정에서 약물의 타겟 규명, 작용기전 규명, 부작용 예측 등을 시행할 수 있다. ETONS 2.0은 통합오믹스네트워크 분석 시스템이며 바이오 빅데이터 및 인공지능 텍스트 마이닝 기반(A.I Text Mining based)으로 분자간 상호작용 네트워크를 분석해 약물의 작용기전과 독성유발 여부를 예측할 수 있다.

엔솔바이오는 이 같은 기반 기술을 바탕으로 근골격계 질환과 암, 알츠하이머 치매, 면역질환 등의 신약 파이프라인을 보유하고 있다.

구체적으로 보면 근골격계는 퇴행성디스크 신약 후보물질 P2K, 골관절염 신약 후보물질 E1K가 있으며, 항암신약 C1K, 알츠하이머 치매 신약 M1K, 제1형당뇨병 신약 S1K, 아토피치료 신약 A1K 등이다.

김해진 대표는 "퇴행성디스크 신약 후보물질 P2K은 유한양행에 이어 스파인바이오파마로 기술수출이 된 후보물질이며, 스파인에서 글로벌 이달 임상3상에 착수해 내년 하반기에는 상용화될 전망"이라며 "E1K는 이미 동물 골관절염 치료제(조인트벡스)로 국내외에서 시판 중이며, 사람 대상 치료제는 최근 1a상에서 기능개선 효능과 안전성을 확인하고 국내 1b/2상을 시행하고 있으며 진행 중이다. 자사는 통증 경감을 적응증으로 하는 임상 2, 3상을 추진하고 회복과 재생을 적응증으로 하는 임상은 추후 빅파마와 기술이전을 추진하는 방향을 검토하고 있다"고 밝혔다.

펩타이드 기반의 항암신약 후보물질 C1K는 올해 2분기 안에 삼중음성유방암을 적응증으로 하는 국내 임상1상을 자체적으로 시행할 예정이며, 이는 독성문제와 부작용을 최소화하기 위해 파클리탁셀과 병용하는 방식으로 디자인했다. 전립선암을 적응증으로 하는 임상은 글로벌파마와 공동으로 추진하는 방안을 모색 중이다. 

이외에도 알츠하이머 치매신약 후보물질 M1K는 올해 3분기 안에 1상에 들어가는 것을 목표로 준비하고 있으며, 제1형당뇨병 신약 후보물질 S1K와 아토피치료제 A1K 등은 비임상을 주비 또는 진행 중인 상황이다.

김 대표는 "1형당뇨병은 인슐린을 생산하는 베타세포를 공격해 인슐린이 나오지 않는 면역시스템이기 때문에 현재 작용기전을 탐색 중인 S1K는 베타세포를 재생시키로 알파를 베타로 변화시키는 원리로 작동한다. 자가면역질환 치료제 후보물질은 1형당뇨병과 아토피치료제 외에도 추가적인 적응증을 확대해 나갈 계획"이라고 설명했다. 

그러면서 "골관절염을 비롯해 다수의 후보물질에 대해 글로벌 빅파마들의 관심이 집중되고 있다"며 "빠르게 임상을 추진하는 한편, 올해 코넥스에서 코스닥 이전 상장을 위한 기술성 평가를 준비하고 내년말에는 예비유니콘에서 유니콘기업으로의 도약도 추진해 나갈 것"이라고 강조했다.

바이옴로직 "경구용 마이크로바이옴 신약으로 황반변성 치료 가능"
 

바이옴로직은 지난 2018년 제노포커스에서 마이크로바이옴 분야를 스핀오픈한 자회사로, 라이브러리 초고속 스크리닝 기술을 활용해 미생물 유래 치료 후보물질을 발굴하고 바실러스 포자 치료제(Bacillus spore therapeutics) 기반 기술을 토대로 신약개발에 나서고 있다.

미생물을 그대로 치료제로 사용하지 않고, 경구로 복용 가능한 합성 마이크로바이옴 신약을 개발해 바이오의약품의 게임체인저가 되겠다는 포부다.
  
바실러스 포자 치료제(Bacillus spore therapeutics) 기반 기술은 3단계의 벽으로 둘러쌓여 있는 포자 디스플레이(spore display)에 의해 위산, 단백질분해효소(Protease), 담즙산에도 안정적으로 운반이 가능한 시스템이다. 식품수준으로 안전한 GRAS(Generally Recognized as Safe) 바실러스 포자 프로바이오틱스를 이용하기 때문에 안정성과 안전성을 모두 갖추고 있는 것이 특징이다.

반재구 대표는 "대표 파이프라인인 GF-103를 토대로 다양한 적응증의 치료제를 개발하고 있다"면서 "우선 염증성 장질환(IBD) 치료제 대장 LP층 면역세포의 활성산소(reactive oxygen species, ROS)를 감소시키고 전신의 ROS 방어시스템을 회복시키는 기전으로 개발하고 있다. 실제 DSS-Induced colitis(DSS 기반 대장염) 마우스 모델에서 GF-103 효능을 분석한 결과, 염증을 유발하는 p38-MAPK와 NF-kB 통로를 억제하는 것으로 나타났다"고 소개했다.

이어 "나이가 들수록 항산화효과가 떨어지면서 활성산소(ROS)가 축적되고, 이는 만성질환으로 이어진다"며 "가장 민감한 분야는 장은 물론 눈과 관절 등인데, 황반변성을 비롯한 안질환 대부분은 ROS 축적에서 기인하는 만큼 이를 적응증으로 하는 임상도 진행 중"이라고 설명했다.

현재 황반변성 질환의 90%는 건성(드라이)이지만 아직까지 약이 없으며, 습성 치료제도 주사제 투여 방식인 동시에 치료 효과가 크지 않아 언멧니즈가 존재한다.

반 대표는 "급성 황반변성인 경우에 주사치료를 한 후 지속적인 치료를 위해서는 경구용 단백질 효소 신약이 필요하다. 또한 현재 습성 황반변성 환자 40% 정도는 약물투여에도 반응을 하지 않기 때문에 경구용 신약은 황반변성 질환의 게임체인저가 될 가능성이 크다"면서 "현재 습성과 건성 황반변성 뿐 아니라 안구건조증, 당뇨황반부종 등 다른 안질환에 적용 가능한지 연구를 진행하고 있으며 추후 적응증을 확대해나갈 계획"이라고 밝혔다.

이외에도 현재 분당차병원 난임센터와 난임을 적응증으로 생식기능 향상을 확인하는 공동 연구를 시행 중이며, SOD를 강화한 EV를 활용해 감염성 폐렴치료제 후보물질도 연구 중이다. 

구강점막염과 알레르기, 비알콜성지방간염 등의 질환에 대한 후보물질의 연구도 진행하고 있으며, 동시에 반려동물용 염증성장질환, 치은염 등의 치료제를 개발하고 있다.

반 대표는 "아직까지 국내에는 마이크로바이옴 치료제에 대한 가이드라인이 없어 글로벌 임상을 추진하려고 한다. 올해 습성황반변성을 적응증으로 하는 글로벌 임상1상시험계획(IND)을 신청할 예정이며, 효소와 병용하는 임상은 내년에 착수할 계획"이라면서 "내년에는 건성 황반변성과 당뇨황반부종, 구강점막염 등에 대한 임상도 들어갈 것"이라고 밝혔다.

지노믹트릭 암 전문성 강화·레보스케치 4세대 디지털 PCR 도전

한편 치료제와 함께 국내 제약바이오사들의 진단기기 파이프라인도 대폭 확대되는 모양새다.
 

지노믹트리는 현재 대장암, 방광암, 폐암 등의 조기진단 제품을 개발하고 제조허가용 임상시험을 진행하고 있으며, 독자적인 mRNA 발현 플랫폼을 개발해 암 치료제와 코로나19 백신 개발 연구 등을 시행 중이다.

대장암 조기진단제품 얼리텍C는 현재 고위험군 대상 대장암 조기진단을 목적으로, 국내 식약처 제조허가용 확증 임상시험을 개시했다. 

해당 임상시험은 40세 이상 대장암 고위험군 2500명을 대상으로 하며, 대한장종양연구회 산하 강남세브란스병원 등 15개 병원이 참여하고 있다. 오는 2023년 6월 해당 임상시험을 완료한 후 2024년 6월 제조허가와 사업화, 2025년 보험등재, 국가암 검진 프로그램 진입 등을 추진할 예정이다.

안성환 대표는 "전세계 암 사망률 2위가 대장암인데 60%의 환자가 말기에 발견된다. 환자당 평균 치료비도 수천만원에서 많게는 수억원에 이른다"며 "잠재시장 규모가 1조5000억원인 것을 고려해 허가용 확증임상을 추진하고 있다"고 밝혔다.

현재 미국에서 시판되고 있는 제품은 전체 대변을 검체 대상으로 하며 민감도는 90%, 특이도는 87%, 검사시간은 26시간인데, 지노믹트리 제품은 대변 1~2g으로 8시간안에 민감도 90%, 특이도 90% 결과를 얻을 수 있어 사측은 경쟁력이 있다고 보고 있다.

방광암에 대한 확증임상도 올해 말까지 진행한다. 이는 40세 이상 혈뇨환자 3453명을 대상으로, 대한비뇨기종양학회 산하 9개 대학병원에서 진행된다. 

안 대표는 "2023년 상반기 식약처 제조허가와 사업화, 2024년 보험등재 추진을 목표로 확증임상시험을 수행 중"이라며 "해당 잠재시장은 400억원으로 추정된다"고 설명했다.

혈뇨환자 대상 방광암 조기진단 적응증 뿐만 아니라 방광암 재발모니터링 진단기기도 개발 중이며, 이는 올해 6월 1차 탐색시험을 완료하고 내년까지 2차 탐색시험을 수행한 후 2024년 확증임상시험, 2024년 제조허가를 목표로 진행된다.

현재 애보트에서 관련 제품을 내놨으나, 민감도와 특이도가 각각 76%, 85%에 그치고 데이터를 해석하기 복잡하고 국내에서 사용하지 않으며 가격도 250달러에 달한다. 반면 지노믹트리 제품은 민감도와 특이도가 각각 93.2%, 90.4%며 15~20만원대, 간편한 해석 등의 특징으로 경쟁력이 있을 것으로 판단하고 있다.

혈액기반 폐암 고위험군 선별용 조기진단 제품도 올해 8월부터 탐색임상을 시행하고 내년 확증임상에 돌입해 2024년과 2025년에 제조허가와 보험등재 등을 추진하겠다는 방침이다.

국내 임상 뿐 아니라 미국 FDA 승인을 통한 시장 진입도 추진 중이며, 내년부터 미국 자회사를 통해 대장암과 방광암 등에 대한 탐색임상을 완료하고 허가용 임상시험을 시행하겠다는 계획이다. 중국 역시 지난해말 생산시설 구축과 중국인 검체를 이용한 임상시험을 완료하고, 올해 임상시험 실행 사전 인허가를 거쳐 내년부터 본격적인 허가용 임상에 돌입할 예정이다.

레보스케치는 단일 장비 디지털 PCR을 출시한 곳으로, 현재는 4세대 디지털 PCR 도전에 나서고 있다.
 

1세대 PCR은 정성적 분석을 뜻하며, 2세대 PCR은 실시간(real time) 상대적 정량 분석, 3세대는 디지털 PCR로 절대적 정량 분석이 가능하다. 특히 시료 내 0.001%의 유전자를 검출할만큼 높은 민감도를 갖추고 있는 것이 특징이다.

레보스케치의 디지털 PCR 디지쿼크(digiQuark)는 원심분리를 활용한 sdPCR(spinning digital PCR) 기술을 적용했으며, 구성된 분획-증폭-검출의 과정을 단일기기로 통합해 실험과정상 오염을 최소화했다. 또한 구축 비용을 낮춰 선진국 뿐만 아니라 개발도상국 진출도 추진 중이다.

이성운 대표는 "높은 정확도는 물론 실제 임상현장에서 편리하고 정확하게 사용할 수 있도록 단일장비로 통합했다는 점에서 3단계PCR을 넘어선 3.5단계 제품으로 볼 수 있다. 이는 올해 안에 검증을 완료하고 내년 초 출시할 예정"이라며 "해당 제품 뿐 아니라 기능별, 크기별 다양한 PCR기기와 캐시카우인 시약 등도 공급해 매출을 대폭 확대해 나갈 것"이라고 밝혔다.

이어 "현재는 4세대 PCR 개발을 위해 데이터 확보에 한창"이라며 "4세대제품은 액체생검, NGS, 에어 모니터링, 엑소좀 등에 적용할 수 있도록 DNA마다 증폭곡선을 얻어 유전자 정밀 계수가 가능한 것을 뜻한다. 이중 에어모니터링은 코로나19 바이러스가 공기중에 있을 때 경고 알람을 울리는 등 팬데믹 상황에서 활용도가 높을 것으로 예측된다"고 설명했다.

제품 개발 뿐 아니라 여러 파트너사와의 공동개발, 협력 등을 통해 사업 확장에도 적극적으로 나서고 있다. 실제 바이오니아와의 파트너십을 통해 20여종의 조기 암 바이오마커 발굴을 진행하고 있으며, 바이오오케스트라와 파트너십을 맺고 치매 조기 진단기술도 개발 중이다.

시선바이오, 오상헬스케어, 이앤에스 등과는 진단분야에 대한 협업을 진행 중이며, 기업과의 협력 외에도 국가 출연연들과 적극적인 기술이전 등을 통해서 공동연구를 추진하고 있다.

이 대표는 "스타트업이 겪는 대표적인 문제는 글로벌 마켓 진출이다. 이를 극복하고자 협력사와 연계, 내부 역량 확대, 진단기술 개발 등을 토대로 협력사와의 동반성장을 꾀하고 있다"면서 "최근 씨젠, 미코바이오메드와도 협력에 나섰고, 감염병과 디지털PCR 등에 대해 의견을 교환했다"고 밝혔다.