美-EU-韓, 유전자치료제 대전...아직 승자는 없다!

[이데일리 김진호 기자]미래 바이오의약품의 한 축을 담당할 유전자치료제에 대한 기대감이 커지고 있다. 미국, 스위스 등 해외 유전자치료제 전문 기업이 개발 중인 후보물질(파이프라인)의 초기 임상 결과가 올해 차례로 발표됐다. 투자 업계에서는 이들 기업이 신약 개발을 완료할 경우 1조 달러 클럽에 가입할 만큼 크게 성장할 수 있다는 관측이 나온다. 국내 유전자치료제 개발 기업도 내년 첫 임상을 위해 잰걸음을 내고 있다.

유전자치료제 개발의 핵심인 3세대 유전자 가위 크리스퍼-캐스9 복합체의 3차원 이미지다. (제공=크리스퍼테라퓨틱스)

◇ 과학자가 세운 유전자치료제 개발기업, 임상 속속 진행 중

지난 5일 미국 성장주 전문 투자회사 아크인베스트의 캐시 우드 CEO는 “스위스 크리스퍼테라퓨틱스(CRSP)와 미국 인텔리아테라퓨틱스(NTLA)과 에디타스메디신(EDIT) 등 세 회사의 합산 시총은 160억 달러 수준이지만 향후 시총 1조 달러를 달성할 수 있다”고 강조했다. 이들 기업은 3세대 유전자가위인 ‘크리스퍼-캐스(CRISPR-CAS)9’ 복합체를 활용한 치료제 개발에서 임상 단계에 진입한 다수의 파이프라인을 확보하고 있다. 향후 폭발적으로 성장할 가능성이 있다는 얘기다.

그가 꼽은 기업은 모두 유전자 가위를 연구한 과학자가 세운 기업이다. 3세대 유전자가위의 개념을 제안한 에마뉘엘 샤르팡티에 독일 막스플랑크연구소 교수는 2013년 CRSP를, RNA 대가로서 샤르팡티에와 함께 이를 제작한 제니퍼 다우드나 버클리 캘리포니아대 교수는 2014년 NTLA를 각각 세웠다. EDIT 역시 2013년 유전자가위 기술 연구자인 데이비드 리우 미국 하버드대 교수 등이 설립했다.

각사의 홈페이지에 따르면 CRSP는 11번 염색체의 염기 이상으로 발생하는 겸형 적혈구 빈혈증 치료제 ‘CTX001’, 유전자 변형 면역 항암제 ‘CTX110’ 등의 임상을 진행하고 있다. NTLA는 신경계나 심장질환을 일으키는 트랜스티레틴 아밀로이드증 치료제 ‘NTLA-2001’ 및 유전성 혈관부종 치료제 ‘NTLA-2002’의 초기 임상을 진행하는 중이다.

NTLA는 지난 6월 NTLA-2001의 임상 1상 중간 결과에서 심각한 부작용이 없었고 투여량을 늘릴수록 병증의 원인 되는 단백질이 줄어들었다고 밝혔다. 또 지난 9월 EDIT는 유전성 실명 치료제인 레베르선천성흑암시(LCA10)의 초기 임상 1/2상에서 망막 민감도가 대조군에 비해 개선됐다는 결과를 발표했다.

한편에서는 이는 초기 안전성을 입증한 결과일 뿐, 임상 1상 막바지에 효능에 대한 평가까지 기다려봐야한다는 이야기가 나온다. 국내 유전자가위 관련 분야 한 연구자는 “3세대 기술인 크리스퍼-캐스9의 체내 교정 성공률은 10% 내외로 알려졌다”며 “체내에서 일으킬 수 있는 부작용과 효능 이슈의 검증 여부 등을 더 지켜봐야 한다”고 말했다.

(제공=툴젠 홈페이지 화면 캡쳐)

◇국내 기업 툴젠, “내년 말 첫 임상 진행이 목표”

국내 대표 유전자가위 기업으로는 1999년 김진수 서울대 교수가 창업한 툴젠(199800)이 있다.

툴젠은 20년간 유전자 가위 관련 초기 기술부터 차례로 축적해 왔다. 특허 등록 연도 기준 2004년 1세대 징크핑거뉴클레이스(ZFN), 2015년 2세대 탈렌(TAREN), 2016년 3세대 크리스퍼-캐스9 등을 확보했다. 툴젠 관계자는 “국내외 기업이 산업적으로 널리 쓰는 크리스퍼-캐스9의 기술력은 비슷한 수준”이라며 “더 효과적인 유전자 가위를 개발하기 위한 연구가 진행 중이다”고 설명했다. 실제로 툴젠은 2017년 더 작은 분자를 사용하는 초소형 유전자 가위를 개발해 한국(2018년)과 미국(2019년) 중국(2021년) 등에서 특허를 등록한 바 있다.

이를 바탕으로 툴젠은 호주 세포치료제 기업 ‘카세릭스’와 함께 유전자 변형 면역항암제 ‘TAG-72’을 개발하고 있으며, 내년 초까지 미국식품의약국(FDA)에 임상시험계획을 신청할 예정이다. 툴젠 관계자는 “TAG-72는 전달체 이슈에서 자유로워 임상 개발에 속도를 낼 수 있도록 인체 밖에서 유전자 교정을 완료한 세포를 주입하는 방식의 치료제로 제작했다”며 “이르면 내년 말에는 TAG-72의 임상을 진행할 수 있을 것”이라고 전망했다.

◇새로운 교정 기술로 승부하는 빔테라퓨틱스도 있어

3세대 유전자 가위를 뛰어넘는 기술로 주목받는 빔테라퓨틱스도 등장했다. EDIT 창업에 참여했던 리우 교수가 장펑 미국 매사추세츠공대(MIT) 교수 등과 함께 2018년 새로 창업한 곳이다.

빔테라퓨틱스는 2017년 11월 DNA의 단일 염기 하나를 특정해 바꿀 수 있는 ‘베이스 에디팅(염기 교정)’ 기술을, 2019년 12월에는 동물실험 수준에서 전체 유전질환의 89%를 치료하는 데 성공한 ‘프라임 에디팅’ 기술을 각각 발표했다. 프라임 에디팅 기술은 교정하려는 염기서열을 추가로 넣어야하는 크리스퍼-캐스9과 달리 교정 염기 서열을 함께 복합체로 구성하기 때문에 교정 성공률이 높은 것으로 알려졌다.

지난해 2월 미국 나스닥에 상장한 빔테라퓨틱스는 현재 베이스에디팅 기술을 적용한 베타지중해성빈혈 치료제 ‘BEAM-101’과 T세포 급성 백혈병 치료제 ‘BEAM-102’등을 개발하고 있다. 이에 유전자가위 관련 한 연구자는 “베이스 에디팅은 이미 산업적으로 활용되기 시작했지만, 프라임 에디팅의 경우 아직 임상에 적용할 단계는 아니다”며 “전기차를 위해 배터리나 소프트웨어 기술이 필요한 것처럼 프라임 에디팅을 산업적으로 쓰기 위해서는 세부적인 기술이 더 발전해야 한다”고 말했다.