백신, 예방을 넘어 치료제로 개발
알츠하이머 고혈압 천식 등 사용
2003-11-20 의약뉴스
생명과학 발전에 따른 백신 기술의 진보로 새로운 영역이 출발하고 있다. 곧 백신으로 알츠하이머, 고혈압, 천식, 탐닉증상 등의 치료제 개발이 시도되고 있다는 것.
가장 괄목할 만한 것은 DNA백신의 개발이다. 이는 말라리아, 에이즈, 대상포진, C형 간염 백신 개발이 그다지 성과를 거두지 못하자 근본적인 해결책으로 대두되었다.
DNA백신은 재조합 기술을 사용해 여러 종의 병원체 유전자를 함유할 수 있어 한번에 다양한 병원체에 대한 면역원성을 얻을 수 있고, 대량생산이 가능하다.
DNA백신 연구는 병원체의 전체 게놈지도 작성이 현실화됨에 따라 가속화됐고, 현재는 초기 임상도 진행중이다.
이외에도 혁신적인 백신 신기술들이 있는데, 신약조합은 최근 '바이오 뷰' 11월호를 통해 이를 소개했다. 주요 내용을 옮겨본다.
[백신의 새로운 적용대상]
단기 또는 중기적으로 백신 시장에 획기적으로 기여할 요소 중의 하나는 새로운 질환에의 백신적용이다.
실제로 백신 적용기회는 감염질환의 예방 이상으로 헐씬 광범위하다. 매우 많은 질환들이 유전적 요소를 가지고 있음이 명백해져 가고 있으며, 이들은 예방 백신 개발의 템플렛으로 활용될 수 있다.
심지어 질병이 여러 요인에 기인한다 할지라도, 유전적 소인을 제거해 주면 질병 발생의 위험으로부터 많은 사람들을 보호할 수 있으며 이러한 가능성이 헌재 개발되고 있다.
▲알츠하이머 질환
베타-아밀로이드 펩타이드에 대한 항체가 마우스의 뇌로부터 알츠하이머 아밀로이드의 제거를 촉진한다는 보고가 있었다.
이러한 사실은 연구자들로 하여금 베타-아밀로르 백신에 대한 면역반응이 알츠하이머 질환을 억제하거나 심지어 치료할 수도 있겠다는 질문을 던지게 한다.
이론적으로는 알츠하이머 질환을 예방할 수 있다고 하겠지만, 이러한 주제에 대한 임상시험은 행해지기 어렵다.
그러나 아밀로이드 축적에 대항하는 항체들이 그들의 제거를 촉진한다는 것이 확증된다면, 크로이츠펠트-야곱병과 같은 형태의 아밀로이드에 대해서는 중요한 의미를 가질 수 있을 것이다.
▲고혈압
영국에 기반을 둔 회사인 Protherics는 초기 2상 임상시험을 통해 안지오텐신 백신이 안지오텐신에 대한 항체를 효과적으로 만들어 낸다는 성공적인 결과를 얻었다.
6주간 동안 백신을 처치한 17명의 환자에서 안지오텐신 항체가 유도되었으며, 마지막 백신 투여 3주후에 항체는 최고조에 달했다.
게다가 항체의 반감기는 2개월 이상이라는 사실이 확인되었다. 이것은 Protherics 회사에서 목표로 했던 1차 면역 후 1년에 1~2회 추가 접종을 시도하려는 투약법과도 부합하는 결과였다.
그밖에 백신이 혈압의 호르몬 조절에 관여하여 상호작용을 한다는 사실도 관찰되었다.
▲천식
WHO는 전세계 인구중 1.5억명 이상이 천식으로 고통당하고 있다고 추산하고 있다. 천식은 조절형질환이지 치료형 질환이 아니다.
천식으로 매년 18만명이 사망하고 있으며, 천식환자수는 십년마다 50% 씩 증가하고 있다.
먼지 진드기는 천식을 유발하는 알레르기 반응의 가장 흔한 인자 중 하나이며, 거의 모든 가정에서 발견되고 있다.
먼지 진드기는 천식환자의 85% 이상에 영향을 주고 있다고 NAP(National Ashtma Campaign)는 말한다.
먼지진드기가 종래에는 여름철에 퍼지고 겨울철에는 죽는 경향을 보였으나, 최근에는 중앙난방 시설이 발달하여 일년 내내 생존하고 있다.
싱가폴의 연구자들이 먼지 진드기에서 채취한 유전자를 가지고, 천식을 예방할 수 있는 백신을 만들었다.
해당 백신은 먼지 진드기로부터 얻은 유전물질 조각을 함유하고 있으며, 랫드와 마우스에 투여했을 때 진드기에서 비롯되는 알레르기 반응을 차단하였다. 알레르기 반응을 차단함으로써 천식 발작을 예방할 수 있게 된다.
▲탐닉증상
영국의 Xenova 그룹은 니코틴과 코카인에 대한 백신을 개발하고 있다.
이 경우 탐닉성 화합물과 결합하는 항체가 생성되며, 이 항체와 거대 결합 분자를 만들어 혈액-뇌-관문을 통과하지 못하게 된다.
TA-NIC 백신중에 들어 있는 활성 성분은 재조합 콜레라 독소 B(rCTB)와 커플링하는 니코틴 유도체를 구성하는 단백질 포합체이다.
단백질 포합체는 수산화알미늄 겔보조제에 흡착된다. TA-NIC는 니코틴에 대한 항체를 생성하도록 고안되어 있다. 혈액중에 존재하는 니코틴은 이러한 항체를 만나서 결합하게 된다.
생성된 니코틴-항체 결합체는 너무 거대하기 때문에 뇌순환계 속으로 침투하지 못한다. 흡연자들로 하여금 흡연 습관을 해결하는데 도움을 줄 것이다.
Xenova의 치료백신인 TA-CD는 코카인 탐닉증상 치료제인데, 용량증량 2상 임상을 완료한 상태이다. 이 연구는 미국의 NIDA(National Institute on Drug Abuse)가 부분적으로 연구비를 지원하였다.
이 백신은 용량의존적인 면역반응을 보였으며, 안전하고 내약성이 매우 좋았다. 초기 2상 임상시험에 참여하고, 백신 접종후에 코카인을 사용해 본 16명의 환자중에서 14명이 코카인 사용에 의한 행복감이 저하됨을 보고하였다.
이는 백신이 해독제로서의 작용기전이 있음을 보여주는 것이다. 코카인 남용에 의한 행복감은 뇌에서 도파민 uptake의 차단에 기인한다고 믿어진다.
TA-CD는 코카인이 혈액으로부터 뇌속으로 들어가지 못하도록 설계되었다. 따라서 백신접종에 성공하면 그러한 행복감을 느끼지 못하게 될 것이다.
▲동맥경화
미국의 Avant Immunotherapeutics사는 HDL치를 상승시킬 목적으로 새로운 치료 백신을 개발하고 있다. 낮은 HDL치는 동맥경화의 위험성을 높이며, 심장병이나 뇌졸중을 포함한 다양한 건강 문제를 일으킨다.
Avant의 CETi-1은 LDL로의 콜레스테롤 전환을 차단함으로써 혈청 HDL 치를 상승시키도록 고안되었다.
Avant 제품은 현재 2상 임상시험이 진행중에 있다. 백신은 CETP(Cholesteryl Easter Transfer Protein)에 대한 항체 생산을 자극하며, CETP는 HDL과 LDL 사이의 콜레스테롤 균형을 조절한다.
전임상연구에서 CETP 백신인 CETi-1은 무처치군에 비하여 HDL 치를 상승시켰으며 혈관벽의 동맥경화 병변을 감소시켰다.
[백신 시장과 기업구조]
백신개발에 가장 흥미로운 것 중 하나는 질병에 대한 면역방어능력을 장강시키도록 고안된 치료 백신이다.
HIV를 대상으로 하는 여러 백신 후보들이 치료 목적으로 연구되고 있으며, 예방적 방어용인 경우도 있다.
백신 시장의 미래는 말라리아와 같은 주요 질환에 대한 백신 개발의 성공여부에 주로 달려 있고, 부분적으로는 결핵 같은 신규 타겟에 대한 백신이나 치료용 백신의 개발에 달려있다고 생각된다.
이러한 경향은 백신 시장의 규모나 구성에 큰 영향을 미칠 것이다. 2000년도의 백신 시장은 약 60억 달러이었으며, 소아용 백신(정기적 면역 프로그램)45%, 성인용 백신(여행자 등)30%, 치료용 백신 25%로 세분화 되었다.
매년 11%씩 성장하기 때문에 2005년에 이르면 백신시장은 110억 달러에 이를 전망이다. 그러나, 차용백신 분야는 년간 증가율이 20%이상으로 성장이 훨씬 가파르다.
2005년도에는 소아용이 40%, 성인용 25%, 치료용이 35%가 될 것이다. 이러한 예측은 천식이나 동맥경화에 대한 예방백신 개발의 성공여부, 또는 알츠하이머나 HIV에 대한 치료 백신 개발의 성공여부에 따라 크게 달라질 것이다.
전세계 백신 시장은 몇 개 기업에 집중되어 있다. Aventis, GSK, Mercks, Wyeth, Chiron의 5개 회사가 전체 매출의 약 90%를 차지하고 있다.
감염질환 같은 기존 타겟과 유전체 연구에서 비롯된 신규타겟을 대상으로 수많은 회사들이 새로운 백신후보들을 연구 하고 있다.
백신 시장을 주도하고 있는 회사들이 활발한 R&D 프로그램을 가지고 있기는 하지만 수많은 회사들 또한 백신 개발 신기술을 가지고 있다.
어떤 회사들은 아직 백신이 개발되지 않은 AIDS나 말라리아 같은 주요 지로한에 집중하고 있고 또 어떤 회사들은 기존 백신이 갖는 안전성이나 특이성 같은 결점을 극복하기 위하여 DNA 백신 같은 새로운 전략을 추진하고 있다.
스위스의 Berna Biotech나 카이론사 소속인 Powderject가 여기에 속한다. 고콜레스테롤혈증, 탐닉증상, 천식과 같은 새로운 타겟에 집중하는 회사들로는 Avant, Nabi, Xenova 등이 있다.
2001년 9월의 테러사건 이후, 생물 무기 테러에 대비한 백신을 개발하려는 회사도 생겼다. Bavarian Nordic(덴마크), Acambis(영국), Novavax(미국)가 이에 해당한다. 또한 보다 개선된 백신 전달 방법을 연구하는 Acambis, MedImmune같은 회사도 있다.
경비(intranasal), 경피(transdermal) 및 경구용 제제가 개발되고 있으며, 앞으로 자가투여 시대가 도래할 것이다. 사업가나 여행자들은 자기 나라 약국에서 백신 패치를 구입한 후, 비행기에 오르기 전에 자기 팔에 부착만 하면 되는 시대가 올 것이다.
△ 출처 : 한국신약개발연구조합, 월간 바이오뷰 11월호, '백신-신기술, 신시장'
의약뉴스 이창민 기자(mpman@newsmp.com)