[데일리팜=노병철 기자] 국내 마이크로바이옴 연구개발기업들이 케미칼·바이오의약품과 대등한 수준의 항암·희귀·난치성질환치료제 개발에 도전하고 있어 관심이 모아진다. 마이크로바이옴에서 유래한 치료제 형태는 건강한 성체에서 추출된 대변이식법(FMT)부터 미생물대사 저분자물질, 펩타이드, 생균·사균 치료제 등 다양한 영역의 제품을 포함하고 있다. 해외에서는 이미 30년 전부터, 전문기업들이 R&D 분야에서 상당한 성과를 거두고 있으며, 국내는 10여 개의 관련기업들이 임상을 진행 중이다. 먼저 쎌바이오텍은 올해 초 대장암 신약 후보물질 PP-P8 국내 1상 임상시험계획(IND)을 승인받고, 마이크로바이옴 항암제 상업화에 도전하고 있다. PP-P8은 쎌바이오텍의 특허균주 'CBT-LR5(Lactobacillus Rhamnosus CBT-LR5, KCTC 12202BP)' 유래 항암 단백질 P8을 대량 복제 생산하는 'CBT-SL4(Pediococcus Pentosaceus CBT-SL4, KCTC 10297BP)'의 유전자 재조합 의약품이다. 즉, 유전자 조작기술을 활용, 대장암세포를 죽이는 항암 단백질 P8을 자연 상태보다 약 100배 이상 생산할 수 있도록 만든 것이다. 쎌바이오텍 R&D센터는 2023년, 대장암세포 내로 침투한 P8이 대장암 증식에 관여하는 세포의 주기정지 표적 GSK3β 단백질에 결합하고, 성장촉진 단백질을 파괴해 대장암세포의 증식을 억제하는 항암 작용기전(MOA)을 규명했다. P8은 대장암세포뿐 아니라 세포의 핵 속에도 침투해 GSK3β DNA에 직접 결합하기도 했다. 또한 PP-P8이 장내 미생물 불균형을 바로잡는 효과가 있음을 확인, 연구 결과를 SCI급 국제 학술지 중에서도 최고 권위지 중 하나인 ‘마이크로바이옴(Microbiome, IF=15.5)’에 게재했다. 지놈앤컴퍼니 마이크로바이옴 면역항암제 GEN-001은 MoA(약물작용기전)와 PoC(개념증명)를 증명한 몇 안되는 후보물질로 평가받고 있다. GEN-001은 건강한 사람에서 분리 동정한 락토코커스 락티스 단일균주를 주성분으로 한 경구용 마이크로바이옴 치료제 후보물질이다. 암환자의 면역력 활성화를 통한 면역항암 효능을 갖고 있는 것으로 보인다. GEN-001은 아벨루맙 병용 임상2상에서 객관적반응률 16.7%롤 기존 아벨루맙 단독요법의 OPR 6.7% 대비 개선된 수치를 나타냈다. 전체 생존기간도 단독요법(4.6개월) 대비 병용요법이 7.9개월로 향상되면서 치료효과를 증명했다. 리비옴은 유전자재조합 기술을 바탕으로 마이크로바이옴 치료제를 개발하고 있다. 리비옴의 마이크로바이옴 신약은 생균치료제로서의 성격과 유전자치료제의 성격을 모두 갖고 있어 '미생물유전자치료제'라고 불린다. 미생물유전자치료제는 원하는 기전에 따라 미생물을 설계, 제작해 효과와 약물성을 높일 수 있다는 장점이 있다. 리비옴은 현재 유전자재조합 eLBP 플랫폼을 이용해 개발한 염증성장질환 파이프라인 LIV001의 글로벌 임상이 진행 중이며, 2023년 국가신약개발사업의 신규 과제로 선정된 바 있다. 엔테로바이옴은 극혐기성·난배양성 차세대 프로바이오틱스 균주를 활용해 난치성 질환 치료제를 개발 중이다. 체내에서 다양한 면역 및 대사질환과 음의 상관관계를 보이는 대표적인 차세대 프로바이오틱스 아커만시아 뮤시니필라(Akkermansia muciniphila)와 피칼리박테리움 프로스니치(Faecalibacterium prausnitzii) 균주를 활용해 마이크로바이옴 신약 개발을 위한 파마바이오틱스(pharmabiotics)로 연구 개발 중에 있다. 국내외 연구에 의하면 아토피, 암과 같은 면역질환 환자와 비만, 비알콜성 간질환(NASH)과 같은 대사질환 환자의 장내 마이크로바이옴 구성에서 아커만시아와 피칼리박테리움이 정상인에 비해 확연히 감소한 모습을 보였고, 두 균종을 환자에 투여했을 때 해당 질병의 치료 효과를 보였다. 엔테로바이옴은 현재 아커만시아 뮤시니필라 EB-AMDK19 균주를 활용해 아토피성 피부염을 타깃으로 임상에 도전 중이다. 고바이오랩은 2021년 중국 신이(SPH Sine Pharmaceutical Laboratories)와 마이크로바이옴 신약 후보물질 KBL697와 KBL693의 중화권 지역 권리 이전 기술수출 계약(약 1450억)을 체결하며, K-마이크로바이옴의 가능성을 증명했다. 이는 국내에서는 유일한 마이크로바이옴 파이프라인 기술수출 사례다. KBL697은 궤양성 대장염 치료 후보물질로 뛰어난 안전성 및 내약성이 검증된 고기능성 생균치료제로 평가받고 있다. 엔비피헬스케어도 마이크로바이옴 기반 NASH(비알콜성지방간염)치료 후보물질 NVP-LC2767 임상이 순항 중이다. NVP-LC2767은 지방간 질환자를 대상으로 한 2건의 임상에서 장-간 축 조절을 통해 ALT, AST, γGPT 등 지방간 염증 수치를 유의적으로 개선시키는 효능이 확인됐다. 특히 마이크로바이옴 조절을 통해 지방간을 유발하는 장내 독소를 감소시켜 간 기능을 정상화시키는 메커니즘을 규명했으며, 기존 NASH 치료제 후보물질들과 비교해 부작용 없이 안전하고 근본적인 원인 치료가 가능한 새로운 치료전략으로 대두되고 있다. 한편 현재 마이크로바이옴 기반 치료제가 타깃으로 하는 주요 질환 대상은 위장관·감염·암·면역·내분비대사질환에 집중돼 있으나, 점차 뇌신경·피부질환 등 보다 다양한 질환으로의 적용 가능성이 높아지고 있는 추세다. 국내 휴먼 마이크로바이옴 치료제 시장은 아직까지 연구개발 단계지만 미국 시장의 급속한 우상향 곡선을 놓고 볼 때 성장 가능성이 매우 높다. 미국의 경우 관련 치료제 분야에서 2020~2030년까지 연평균 30% 이상의 고성장을 보이고 있다. 시장규모는 2022년 1200억원에서 2030년 1조원까지 전망된다.