주사제 한계 넘어라…국내외 '바이오베터' 연구 활기

• 경구용 제제·약물 장기지속형 기술 개발…상용화 눈앞
• "아직 뚜렷한 선두주자 없다…한국도 서둘러야"

현재 글로벌 제약시장을 이끄는 것은 생물학적 제제, 즉 '바이오의약품'이다. 글로벌 상위 100대 의약품 매출에서 바이오의약품의 비중은 26%까지 올라왔다. 희귀질환이나 난치성 질환의 영역에서 큰 영향력을 발휘 중이다.

그러나 바이오의약품에는 태생적인 '한계'가 있다. 바이오신약의 경우 개발 성공률이 특히 낮다는 것이다. 바이오시밀러라는 대안이 등장했지만, 경쟁이 심해지면서 향후 성장이 둔화될 것이란 예상이다.

국내외 제약사들이 '바이오베터(Biobetter)'의 개발에 열을 올리는 것은 이 때문이다.

바이오베터는 일종의 개량신약이다. 환자 편의성을 높이기 위해 오리지널 바이오의약품을 개량하는 것이다. 과민성을 감소시키거나 투여 빈도를 줄이고, 약효를 증진하거나 적응증을 확장하는 등 개량의 방법은 다양하다.

최근엔 기존과는 다른 '고난도' 개량화 기술이 새로 등장하고 있다. 한국산업기술평가관리원이 최근 발간한 '융복합 기술 기반 의약품 개발 동향' 보고서에 따르면 ▲비침습적 제형화 기술과 ▲초균질 고밀도 미세입자 제제 기술이 대표적이다.

경구용 GLP-1 치료제, 임상3상 완료

대부분 바이오의약품은 주사제라는 단점이 있다. 지속시간을 늘려 투여 빈도를 감소시킨 지속성주사제가 개발됐음에도 주사제 본연의 단점을 극복하기엔 본질적인 한계가 있다.

이를 해결하기 위해 경구나 점막 등 비침습적 경로로 투여하는 기술이 연구되고 있으나, 고분자의약품 특성상 피부·점막 투과가 어렵고, 소화효소에 의한 분해가 쉬워 시장화에는 기술 장벽이 높은 것으로 여겨졌다.

그러나 최근 글로벌에선 이 문제를 극복하는 사례가 하나둘 엿보인다. 대표적인 사례가 노보노디스크의 '경구용 GLP-1 제제'다. 이미 임상3상을 완료했으며, 그 결과 역시 긍정적이라 올해 출시가 예상된다.

이 제품에 사용된 핵심 기술은 '엘리젠(Eligen)'이라 불리는 기술이다. 에미스피어 테크놀로지(Emisphere Technologies, Inc)사의 이 기술은 경구투여 후 펩타이드의 분해와 낮은 흡수율을 개선하는 데 도움을 준다.

여기에 'SNAC(salcaprozate sodium)'라는 장점막 투과촉진제를 사용, 장점막을 통과할 수 있게 했다.

Semaglutide 주사제의 경구제로의 제제화 기술 개요(자료 한국산업기술평가관리원)

이와 비슷한 사례로 '점막 백신'의 개발도 한창인 것으로 전해진다. 점막을 통해 백신을 주입하는 이 기술은 백신의 안전성·경제성과 접종의 수월성에서 기존 주사형 백신보다 뛰어난 것으로 기대된다.

관건은 점막 고유의 방어체계를 어떻게 뚫느냐다. 방어체계를 돌파할 강력한 점막면역증강제가 아직은 개발되지 않은 상황이다.

그러나 글로벌 기업의 지속적인 기술개발 투자로 주로 미국·유럽·일본·호주에서 면역증강제 관련 특허가 쏟아지고 있다. 특히 GSK 등 5개 글로벌제약사가 전체 특허의 40%를 보유 중이다.

효과 지속시간 늘린 '서방형 주사제' 등장

경구나 점막을 이용한 투여 방식의 개선에 앞서 주사제의 한계를 극복하기 위한 방법으로 '약물의 체내 지속시간을 연장하는 기술'도 현재 개발이 한창이다. 기존 합성의약품으로 치면 일종의 서방형 제형 기술과 비슷하다.

약물방출제어 기술에 의한 장기지속형 주사제는 약물전달기술 시장에서 가장 빠르게 성장하고 있는 분야 중 하나다. 반복적 투여 필요성, 질환 부위로의 낮은 전달효율 등 바이오의약품의 단점을 극복할 것으로 기대된다.

대표적인 사례는 아르케르메스(Alkermes)사의 '프로리즈(ProLease)'다. 인간성장호르몬을 4주 지속형으로 개량한 기술(Nutropin Depot)이 접목됐다.

이밖에 아트릭스(Atrix), 알자(Alza), 듀렉트(Durect), 넥타(Nektar) 등 플랫폼 전달기술 보유 기업들은 자체적으로 또는 제약사와의 제휴로 바이오의약품 지속성주사제 개발을 진행 중이다. 한국에선 LG화학, 펩트론, 알테오젠 등이 관련 개발을 진행 중인 것으로 전해진다.

여기 적용된 기술은 '미세입자형 약물전달체' 기술이 대표적이다. 약물을 ▲리포좀 ▲마이크로스피어 ▲다중 에멀젼 ▲다핵형 마이크로스피어 ▲생분해성 고분자 매트릭스 ▲온도감응성겔 등 전달체에 넣고 방출 속도를 조절하는 방식이다.

아트릭스사의 서방성 주사제형인

"아직 뚜렷한 선두주자 없는 상황…투자 서둘러야"

다양한 바이오베터 의약품들이 시장에 출시되기 시작했으나 아직 시장에 막강한 선두주자는 없는 상황이다.

이에 보고서는 "바이오의약품의 특성에 적합한 방출 제어형 원천기술 개발의 투자가 필요한 시점"이라며 "바이오의약품의 고농도 초균질 봉입, 제어방출 원천 기술이 주요 관건이 될 것으로 예측되어 이에 대한 빠른 투자가 요구된다"고 제안했다.

또한, 점막 백신과 관련해선 "기본적 편리성 외에도 분무식 백신의 문제점인 접종량 조절 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다"며 "점막에서의 면역원성을 높이며 대량 생산이 용이한 효율적인 경구용 점막백신 전달기술의 개발이 필요하다"고 진단했다.

이어 "면역증강효과와 항원전달체 기능을 융합한 다기능성 점막백신 전달기술 개발이 시급하다"며 "우리나라도 향후 고부가가치 경구 백신의 시장에의 빠른 진입을 위해 면역 증강제 기반 점막백신 전달 기술에 관한 투자의 필요성이 있다"고 강조했다.

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