경제성, 도덕성, 부작용만 극복된다면 급성장 예상

KISTI 기술사업화분석실 선임연구원 임대현 (Tel: 02-3299-6055, e-mail: sunct@kisti.re.kr)

[ 요약 ]

1. 유전자 치료법은 여러 유전성 질환들이나 암에 대하여, 결손된 유전자를 갖고 있는 환자의 세포내에 정상의 유전자를 전달하여 정상 단백질이 생산되도록 하거나, 새로운 유전자를 전달하여 체내에 새로운 기능을 부여하거나 기능을 강화시켜 질병을 치료하는 방법이다.
2. 유전자 치료는 유전질환, 암등을 치료할 수 있는 “궁극의 치료법”으로 기대되고 있지만, 1990년 최초의 유전자 치료가 성공한 이후, 안전성 확보를 위한 기술적 과제로 인해 상용화가 지체되었으나 2012년 선진국에서 최초로 안전성과 유효성을 인정받은 Glybera가 개발됨에 따라 다시 주목받고 있다.
3. 세계 시장규모는 2012년 257백만달러에서 2017년 335백만달러 규모로 성장하고, 동기간의 연평균 성장률은 5.4%가 될 것으로 예상되고 있다.

1) 유전자치료란?
평범한 고등학생인 피터 파커가 대기업의 실험실에 견학을 갔다 우연한 사고로 유전자 조작에 의해 만들어진 슈퍼거미에 물려, 체내의 유전자의 변형이 일어나면서 시력도 좋아지고 근육질의 체형으로 변하면서 인간이 갖지 못한 초능력을 가진 수퍼영웅으로 재탄생하는 “스파이더맨” 시리즈는 많은 분들이 알고 있을 것이다. 유전자를 인위적으로 조작하여 병의 치료에 이용하는 것이 유전자 치료의 개념이다.

유전자는 유전 형질을 규정하는 인자로서 DNA내에 저장되어 있으며, 인체구성 세포에서 단백질을 생산하는 정보를 보유하고 있다. 인체는 유전자 정보를 바탕으로 근육이나 효소 등을 생산해 정상적인 생리 활동을 할수 있도록 하는 것이다. 만약 유전자에 이상이 생기면 단백질이 만들어지지 않거나 비정상적인 단백질이 만들어지게 되어 몸에 이상이 생기게 된다.

유전자 치료법은 이러한 유전성 질환들이나 암에 대하여, 결손된 유전자를 갖고 있는 환자의 세포내에 정상의 유전자를 전달하여 정상 단백질이 생산되도록 하거나, 새로운 유전자를 전달하여 체내에 새로운 기능을 부여하거나 기능을 강화시켜 질병을 치료하는 방법이다. 1953년 생명체의 유전정보를 담는 그릇인 DNA의 구조와 유전정보 전달방법이 밝혀지고, 1970년대 DNA의 일부를 떼어내고 다시 붙일 수 있는 효소를 발견한 후, 1990년 ADA(Adenosine deaminase) 유전자 변이에 의해 면역세포인 T세포의 기능결핍에 의한 중증면역결핍증(SCID)에 걸린 4살난 여자아이 Ashanti DaSilva를 미국의 Dr. W. French Anderson가 치료하면서 유전자 치료법의 가능성을 입증하였다.

 
Ashanti의 치료방법에서 보듯이 유전자 치료는 체내의 비정상 유전자를 정상 유전자로 교체(Replacing), 변형(Altering), 보강(Supplementing)하여 질병을 치료 또는 예방하는 것을 기본 개념으로 하고 있다.

유전자 치료는 투여 방법에 따라 체외(ex vivo)와 체내(in vivo) 유전자 치료로 구분된다. 체외 치료는 비전상 유전자를 가진 세포를 체외로 꺼내어 유전자 변형을 한 뒤 다시 환자의 체내에 투입하는 방식이다. 치료해야 할 목적 세포에 대한 선별 공략이 가능하다는 이점이 있지만 세포조작시 환자 개개인의 특성을 고려해야 하므로 비용이 많이 들고 치료 결과가 달라질 수 있다.

반면 체내 치료는 환자의 몸에 필요한 유전자를 직접 주입하는 방식이다. 환자에 따른 특이성이 비교적 적고, 비용도 절약될 수 있지만 유전자를 생체 내로 전달하는 역할을 하는 벡터(vector, 운반체)에 따라 유전자 전달 효율, 발현량, 안전성 등에 문제가 생길 수 있다는 단점이 있다.

 [체내 투여방법에 따른 유전자 치료 예]
벡터는 바이러스의 이용 및 활용여부에 따라 바이러스성 벡터(Viral Vector)와 비바이러스성 벡터 (Non-viral Vector)로 구분되며, 효과적인 벡터 시스템의 개발은 유전자 치료의 성공여부를 좌우하므로 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

바이러스성 벡터(Viral Vector) 중 최근에는 레트로바이러스 벡터에 대한 연구가 줄어들고 있는 추세를 보이고 있다. 레트로바이러스가 최초의 유전자 치료에 사용되어 성공한 사례가 있지만, 계속된 시도에서 레트로바이러스 벡터의 삽입이 암을 유발시키는 부작용이 나타났기 때문이다. 아데노바이러스는 레트로바이러스에 비해 부작용이 적다는 점, 상대적으로 많은 양의 DNA를 운반할 수 있다는 점, 재조합 아데노바이러스 제작 편의성 등의 장점으로 최근 많이 연구되고 있다. 그 외 Vaccinia virus, Poxvirus, Adeno의 Associated virus 등도 최근 레트로바이러스의 대안으로 연구되고 있다.

 [임상중인 유전자치료 벡터 현황(2012년까지)]

2) 시장현황
유전자 치료는 유전성 고지혈증, 혈우병 등 단일 유전자의 이상으로 야기되는 유전성 질환과, 거의 모든 종류의 암, 그리고 AIDS 등의 치료에 가능성이 있는 것으로 알려져 있다.

전술한 1990년의 Ashanti의 성공사례 이후 미국, 영국, 독일, 스위스, 프랑스, 벨기에, 호주, 캐나다, 이탈리아, 일본, 네덜란드, 노르웨이, 중국, 핀란드, 폴란드, 스페인, 오스트리아 등 세계 각국에서 유전자 치료를 시행하기 위한 노력이 진행되어 왔다. 그러던 중 2003년에는 두경부암 치료제인 Gendicine이 중국에서 처음으로 인가를 받아 상용화되었다. 그 후 필리핀, 러시아 등에서 유전자치료제가 허가를 받았지만, 유효성/안전성 논란이 지속되었다. 그러나 2012년 네덜란드의 uniQure사가 지단백지질분해효소 결핍증 치료제 Glybera로 유럽의약품감독국(EMA)의 안전성, 유효성검증을 통과함으로서, 유전자치료제 시장이 본격적으로 시작된 것으로 알려져 있다.

[유전자 치료제 품목허가 현황]

연도

상품

회사(국가)

적응증

2004

Gendicine

Chenzhen sibiono genetech(중국)

두경부암

2005

Oncorine

Shanghai sunway(중국)

두경부암

2007

Rexin-G

Eqeius biotechnologies(필리핀)

전이성 암

2011

Neovasculgen

Human stem cell institute(러시아)

중증하지허혈

2012

Glybera

UniQure(네덜란드)

지단백지질분해효소 결핍증

자료: 정보라, Bio Touch! Part 1, 한화투자증권 리서치센터, 2013

[Gendicine (今又生)]                                                  [Glybera]

우리나라를 포함한 세계 각국에서는 유전자 치료제 개발을 위한 임상시험을 진행하는 것으로 알려져 있다. 그러나 2012년까지 실시된 유전자 치료 임상시험에서 78.6% 정도가 phase I 이나 I/II에서 그쳤고, phase III이상은 3.7%에 불과하여 본격적인 시장이 형성되는 데에는 시간이 걸릴 것으로 추정된다.

RNCOS사의 Global Gene Therapy Market Analysis(2013)에 따르면 전세계 유전자 치료제 시장규모는 2012년 257 백만달러로 추산되고 있다. 이후 유럽과 미국을 중심으로 시장이 형성되겠지만 현재 상용화된 제품의 안전성에 대한 인식문제와, 높은 가격으로 시장성장율은 크지 않아 2017년 335백만달러가 될 것으로 예상되고 있다.

 [유전자치료 임상시험 단계 비율(2012년까지)] [세계 유전자치료제 시장 전망]
국내 유전자 치료제 시장은 2003년 이후 최근까지 국내에서 총 27개 품목의 유전자 치료제가 임상 승인을 받았으며, 현재 13건이 진행 중에 있고 임상 승인이 꾸준히 지속되고 있다. 주로 바이로메드 및 제넥신 등 바이오벤처 업체를 중심으로 종양, 심혈관 질환 및 감염성 질환, 퇴행성 질환, 유전질환 등 다양한 질환을 표적으로 한 치료제 개발이 진행 중인 것으로 알려지고 있다.

이에 발맞추어 정부는 생명윤리법을 개정해 유전자 치료제 연구 허용 기준도 낮추어 우호적인 사업화 환경 조성에 힘쓰고 있는 것으로 알려져 있다. 현재는 유전질환·암 등 생명을 위협하는 질병이면서 다른 치료법이 없는 경우에만 허용하던 유전자 치료제 연구를 둘 중 한 가지에만 해당해도 허용한다는 것이다.

3) 결론
유전자 치료제는 치료가 어려운 유전성 질환이나 암에 대해 효과적인 치료법으로 인식되고 있다. 실제 일부 성공 사례를 통해 그 가능성이 입증된 바 있다. 유전자 치료제의 본격적인 상용화를 위해서는 부작용에 대한 우려, 환자가 부담할 수 있는 합리적 가격으로 제조/시술할 수 있는 기술적 문제와 더불어 인간의 유전자를 조작한다는 도덕적 이슈 등 해결해야할 많은 과제가 남아있다. 

그럼에도 불구하고 유전자 치료제는 난치성 질환을 근본적으로 치료할 수 있는 ‘궁극의 치료제’로서 그 시장성이 상당히 크다는 것은 누구나 인정하고 있는 사실이다. 국내외 제약업체 및 연구기관이 미래 유망 아이템으로 경쟁적으로 연구를 진행함으로써, 개발 초기에 제기됐던 기술상의 많은 문제점이 해결된다면 암, 유전질환, 에이즈 등을 대상으로 한 유전자 치료제가 머지않아 상용화되어, 그 옛날 진시황의 “불로장생”의 꿈에 한 발짝 더 다가설 수 있기를 기대한다.
 

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