[헬스코리아뉴스 / 이충만] 1회 투약으로 혈액암을 완치할 수 있는 CAR(키메릭 항원 수용체) T 세포 치료제의 수요가 갈수록 증가하면서 생산 병목 현상에 대한 우려의 목소리가 커지고 있다. 이에 국내외 바이오 벤처 기업들은 ‘스마트 팩토리’를 구축하여 CAR-T 치료제 생산의 효율화를 꾀하고 있다.
CAR-T 치료제는 환자에게서 T 세포를 수집하고, 암세포의 특이적인 부분을 능동적으로 찾아내어 파괴할 수 있도록 새로운 유전자를 삽입하여 재설계하는 치료제이다. 키메라처럼 조작되어 있다는 의미에서 키메라 항원 수용체 T세포(Chimeric antigen receptor-T)라고 불린다.
이 약물 계열은 말기 혈액암 환자에서 1회 투약만으로 모든 암세포를 사멸시키는 극적인 치료 효과를 보이면서 기적의 항암제로도 불리고 있다. 하지만, CAR-T 치료제의 상용화를 방해하는 가장 큰 장애물이 있는데, 바로 제조 과정이 까다롭다는 점이다.
약물 제조 과정은 ①먼저 환자의 T 세포를 수집하고 ②전문 제조 시설에서 형질 도입 과정을 거쳐 T 세포의 수용체가 발현되도록 조작하고 ③암세포의 항원을 표적하도록 설계한다. ④이어 세포의 품질과 순도를 엄격하게 검사하고 ⑤투약을 위해 치료 시설로 다시 배송하는 절차를 거친다. 이런 모든 과정을 거쳐 환자에게 최종 투약을 하기까지는 보통 3주에서 5주가 소요된다.
특히, ②~④ 과정이 가장 까다로운데, 이는 CAR-T 치료제 제조 과정이 아직까지 완전히 자동화되지 못했기 때문이다. 약 50번 사람의 손을 필요로 하는 수동 처리 단계가 요구되고, 이를 시간으로 계산하면 약 80 시간에 달한다.
사람과의 접촉 시간이 증가할수록 당연히 치료제가 오염될 가능성이 높아진다. 실제로, 연구 결과 CAR-T 치료제의 1~13%는 제조 과정 중 작업자의 실수로 인해 오염된 것으로 나타났다.
이는 본래 CAR-T 치료제가 상업적 용도로 개발된 것이 아니기 때문이다. CAR-T 치료제는 장기 이식 요법과 마찬가지로 말기 환자에 대한 치료법으로 고안된터라 자동화된 제조의 필요성이 대두되지 않았다. 하지만, 획기적인 치료 효과로 인해 혈액암의 초기 치료 단계로 서서히 진입하면서 상업적 수요가 증가하고 있다.
이 때문에 CAR-T 치료제는 벌써부터 공급 부족 흐름을 보이고 있다. 2022년 미국 혈액학회(ASH)에 따르면, 미국에서 다발성 골수종 환자의 약 40%는 CAR-T 치료제를 받기 위해 1년을 대기해야 했고, 환자의 4분의 1 이상이 치료 대기 중 사망했다.
업계는 이러한 높은 수요의 해결책으로, 세포 치료제를 대량 생산할 수 있도록 최적화된 ‘스마트 팩토리(Smart Factory)’를 구축해야한다는 목소리가 높다.
바이오 벤처, 스마트 팩토리 잇따라 구축 시도
스마트 팩토리는 공장 내 설비와 기계에 사물인터넷(IoT)를 설치하여 공정 데이터를 실시간으로 수집하고, 이를 분석해 목적된 바에 따라 스스로 제어할 수 있는 공장을 말한다. IoT, 인공지능, 빅데이터, 클라우드 등의 다양한 요소로 구성돼 있으며 제조의 자동화, 유지보수 및 수정의 지능화 등을 추구한다. 최근 가볍고 유연한 생산체계가 요구됨에 따라, 제조업 혁신 방안으로 떠오르고 있다.
스마트 팩토리는 세포 치료제 제조 및 생산 과정에 필요한 모든 기술을 1개의 플랫폼에 통합하여 워크어웨이(Walk-away), 엔드투엔드(End-to-end) 등 자동화된 방식을 제공한다.
쉽게 말해, 워크어웨이는 분석화학 실험을 자동화하고, 엔드투엔드는 사람의 손길 없이 완전 자동화된 폐쇄형 세포 치료제 제조 솔루션이다. 한 전문가는 스마트 팩토리 구축을 통해 세포 치료제 제조 업체는 치료제 당 필요한 제조 인력을 70% 이상 줄일 수 있고, 세포 치료제 제조 비용을 60% 이상 절감하여 약가 인하를 유도할 수 있다고 추정한 바 있다.
전 세계 바이오 벤처 기업들은 잇따라 세포 치료제에 대한 스마트 팩토리 구축을 시도하고 있다. 대표적으로 미국 셀라레스(Cellares), 엘리베이트 바이오(Elevate Bio), 킨셀 바이오(Kincell Bio), 빈타바이오(VintaBio) 등이 있다.
이중 셀라레스는 지난 8월 23일(현지 시간), 미국 BMS가 시리즈 C 라운드에 약 2억 5500만 달러를 투자했다고 밝힌 바 있다. BMS는 ‘아베크마(Abecma, 성분명: 이데캅타진 비클류셀·idecabtagene vicleucel)’와 ‘브레얀지(Breyanzi, 성분명: 리소캅타진 마라류셀·lisocabtagene maraleucel)’ 등 2개의 CAR-T 치료제를 보유하고 있다.
우리나라 업체들도 스마트 팩토리 구축에 뛰어들고 있다. 지아이셀, 박셀바이오, 엔세이지는 현재 글로벌 GMP(의약품 제조·품질관리기준) 기준에 부합하고 대량 생산에 최적화된 스마트 팩토리 생산 시설 건설을 추진하고 있다.
