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바이러스의 선물...HPV 유전자 치료백신 개발 도전장
노병철 기자 2018-07-06 06:30:10
바이러스의 선물...HPV 유전자 치료백신 개발 도전장
노병철 기자 2018-07-06 06:30:10
플랫폼 기술을 찾아서 [12] 김영봉 KR바이오텍 연구소장





 ▲ 김영봉 KR바이오텍 연구소장
'혁신적 유전자 치료 백신(New Era of Therapeutic DNA Vaccine)'은 현재 미개척 분야로 임상 성공 시, 블루오션을 독차지할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

KR바이오텍은 유전자 치료 백신의 한 갈래인 베큘로바이러스 기반 DNA 백신 플랫폼 원천기술을 보유한 바이오기업이다.

유전자를 세포 안으로 전달하는 전기자극법은 유전자 전달 효율이 떨어지고, 세포 내 핵까지 이동하는 추진체가 없어 발현 효율이 떨어지는 단점이 있다. 반면 바이러스는 세포 수용체와 결합해 유전자 전달 효율이 높은 장점이 있다.

베큘로바이러스 기반 DNA 백신은 자궁경부암, 전립선암, 대장암, 임파선암 등 다양한 암 치료 백신에 적용 가능할 것으로 평가된다.

자궁경부암 예방백신은 전량 수입에 의존하고 있고, 감염자에 대한 효과적인 암치료 백신은 존재하지 않는다. 원천기술만 확보 된다면 수입대체 효과와 백신 주권에 기여할 수 있다.

KR바이오텍이 원천기술을 이용한 집중 연구 분야도 바로 자궁경구암 백신 개발에 초점이 맞춰져 있다.

김영봉 KR바이오텍 연구소장은 "2019년 HPV 유전자 치료백신 전임상을 완료하고, 2020년 임상1상에 착수할 계획"이라고 말했다.

HPV 유전자 백신 개발 시, 전체 3조원 외형에서 1% 시장을 침투할 경우 320억 정도의 안정적 캐시카우를 유지할 수 있을 것으로 예상된다. 또한 2022년으로 타임라인된 구제역 백신 개발 시, 국내 80억/해외 130억 상당의 외형 확보도 점쳐진다.

다음은 김영봉 연구소장과 일문일답.

경력사항 소개 부탁드립니다.

=1987년 서강대학교 생명과학과 졸업 후 동대학원에서 박사학위를 받았습니다. 국립보건원 에이즈센타(1992~1994), 종근당 중앙연구소(1994~1998), 미국 NIH 분자미생물연구실(1999~2002) 등에서 연구원으로 일했습니다. 대한바이러스학회 감사와 건국대학교 의생명공학과 교수를 겸직하고 있습니다.

베큘로바이러스 기반 DNA 백신의 작용 기전은요?

=유전자를 세포 내로 전달하는 기술은 크게 플라즈미드란 DNA 벡터 자체를 전기천공법으로 전기 자극에 의해 세포 안으로 전달하는 방법과 바이러스를 이용해 유전자를 세포 내 전달하는 방법이 있습니다.

이들 유전자는 DNA 이기 때문에 발현을 위해서는 핵 안까지 이동해 RNA가 만들어져서 핵 밖으로 나와 리보좀에서 단백질을 합성하는 과정을 수행함으로 진정한 유전자 발현이 이루어집니다.

하지만 전기 자극에 의한 세포 내 유전자 전달 방법은 일단 첫 관문인 세포 내로 유전자 전달 효율이 떨어지고 두 번째 관문인 세포 내에서 핵까지 이동하는 추진체가 없기에 발현 효율이 떨어질 수밖에 없는 단점을 지집니다.

반면 바이러스는 조물주가 만든 최고의 유전자 전달체로서 세포의 리셉터(receptor)에 결합해 효율적으로 세포 안으로 유전자를 전달하고, 핵까지 유전자를 전달하는 핵 내 전달 추진체(nuclear localizing signal)가 있어 매우 효율적으로 유전자를 전달할 수 있습니다.

바이러스(아데노바이러스, 벡시니아바이러스 등)는 숙주세포를 파괴하는 독성을 지니고, 이러한 바이러스에 대한 중화항체가 생성됨으로 이차 boosting주사를 요하는 모든 면역 치료의 경우 두 번째 주입되는 바이러스는 숙주의 면역방어에 의해 효과적으로 유전자를 전달할 수가 없어 일회성 주입만이 가능하다는 단점을 가지고 있습니다.

베큘로바이러스는 곤충 유래 바이러스로 사람 세포에는 독성을 지니지 않으며 바이러스가 증식을 하지 못해 안전한 바이러스입니다. 일반적으로 베큘로바이러스는 사람 세포에 감염을 시키지 못하나 본 유전자 전달 베큘로바이러스는 사람 세포의 receptor와 결합하는 사람 내인성 레트로바이러스 엔벨로프 단백질을 지님으로 사람 숙주세포에 효과적으로 잘 들어가게 제작된 유일한 유전자 전달 시스템입니다.

 ▲ 베큘로바이러스 기반 DNA 백신 유전자 전달 효율 모식도

벡시니아-16/18E7(자궁경부암 유전자 백신)의 현재 임상 진행 단계와 치료효과 결과 데이터는 어떻습니까?

=벡시니아를 이용한 자궁경부암 백신 임상은 Transgene/roche, EORTC, Institute Mexicano del Seguro Social emd에서 임상 I, II, III 등 각각 시험을 했으며, 암 크기가 작아지는 긍정적인 결과를 얻었으나 벡시니아 항체 형성에 의한 단회 주사만 가능함으로 반복 치료가 불가능해 완치를 볼 수 없었습니다.

강력한 세포성 면역을 위하여 반드시 2회 이상 면역이 요구됩니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 베큘로바이러스가 자궁경부암 치료 항체를 생성하고 베큘로바이러스에 대한 중화항체가 생성되지 않아 수회 계속 백신 투여가 가능한 시스템입니다.

구제역 백신도 개발 중인 것으로 압니다.

=구제역은 현재 축산농가에 큰 피해를 주고있는 질병 중 하나입니다. 구제역은 기술적인 문제보다 바이러스 전파력이 워낙 강해 생산 시설 및 이의 오염 가능성 때문에 백신 생산이 어려운 실정입니다. 이러한 구제역 바이러스는 바이러스 불활화 백신이 아닌 안전한 베큘로바이러스를 이용한 구제역유전자 백신의 경우 효과적인 백신 개발이 가능하기에 연구를 하고 있습니다.

타미플루를 대체할 항바이러스 신약도 개발 중인 것으로 압니다.

=타미플루는 작년 특허 만료와 함께 많은 제품이 출시된 상황입니다. 타미플루는 뉴라미니데이제 억제제로 알려졌으며 원료는 중국 팔각향에서 추출한 전구체로부터 합성한 물질 (Ostalmivire)입니다.

인플루엔자 바이러스는 RNA 바이러스로 매우 심하게 변이를 하는 바이러스로 이미 계절 독감으로 나오는 모든 인플루엔자바이러스는 타미플루 내성을 지녀 효과적인 새로운 항바이러스제가 요구되고 있습니다. 본 연구소에서 개발한 탱자 추출물은 타미플루에 비해 동등 이상의 효과를 지니며 작용 기전이 다름으로 타미플루 내성 바이러스에도 효과적으로 억제효능을 보입니다. 또한 이 추출물로부터 분리한 단일물질은 합성하여 동일한 효능을 확인 했으며, 향후 합성신약으로 개발 계획 중 입니다.

친환경 소독제 바이로-K∥에 대한 설명 부탁드립니다.

=매년 조류인플루엔자가 발생하면 무작위로 뿌리는 소독약은 그 효능뿐만 아니라 환경오염 문제점을 지니고 있습니다. 본 연구소에서 개발된 탱자씨 추출물은 매우 강력한 인플루엔자 억제 효능을 지녀 이를 첨가한 친환경 소독제 바이로-K II를 올해 출시할 예정입니다.

코스메틱 제품 'Ystard'는 케이알바이오의 캐쉬카우 역할을 하고 있습니다. 어떤 제품인지 설명 부탁드립니다.

=이스타드는 태반연구를 10년 이상하면서 얻은 노하우를 화장품에 적용한 결과물입니다.
모체와 태아의 혈액형이 달라도 모체로부터 면역 공격을 받지 않도록 태반에는 면역조절기능 인자를 지니고있으며 강력한 항산화 물질을 지녀 태아를 활성산소 독성으로부터 보호하는 기능을 지니고 있습니다.

Ystard Placenta Cream의 주요 성분인 Ystard 플라센타 단백질은 사람 태반과 조성성분이 가장 비슷한 돼지 태반에서 추출한 고농축 플라센타 원료를 사용합니다. 기존의 태반 화장품의 경우 태반 추출 과정에서 대부분의 영양성분 및 태반 내에 함유된 유익한 성분들이 소실되기 때문에 태반 성분이 실제로 피부에 미치는 영향은 거의 없는 컨셉트인 반면 케이알바이오텍에서는 오랜 기간의 연구와 실험을 통해 최신 공법을 개발, 태반 내 유효성분들을 손상 시키지 않고 추출할 수 있을 뿐만 아니라 태반 특유의 냄새를 제거한 신기술 보유하고 있습니다.

우리 피부는 외부 물질 유입에 대한 방어 기작을 지니기 때문에, 아무리 좋은 물질이라도 피부에 흡수되는 것은 제한적입니다. 모체로부터 태아에 전달되어야 하는 특성상, 태반은 특이적으로 피부 투과율이 좋은 입자로 구성되어 있으며, 이를 이용한 플라센타 크림은 뛰어난 피부 흡수 효과를 가지게 됩니다.

플라센타 성분은 멜라닌 색소의 합성을 억제하고 멜라닌 색소의 배출을 촉진함으로써 피부 미백에 효과를 보입니다. 아울러 모체와 태아의 혈액형이 달라도 모체로부터 면역 공격을 받지 않도록 태반에는 면역조절기능 인자를 지니고 있습니다. 또한 이러한 태반의 기능은 피부의 알러지성 염증 및 트러블 완화에 매우 효과적인 역할을 합니다. 모기에 물렸을 때에 효과적으로 가려움이 없어지고 붓기가 감소하는 것을 체험 하실 수 있습니다.
노병철 기자 (sasiman@dailypharm.com) 기자의 다른기사 보기
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