유전자 치료제의 핵심 ‘바이러스 벡터’에 쏠리는 눈
유전자 치료제의 핵심 ‘바이러스 벡터’에 쏠리는 눈
바이러스 벡터, mRNA에 이어 차세대 약물 운반체로 주목

AAV, 아데노바이러스, 렌티바이러스 등 3가지 유형

바이러스 용량 감소 등 해결해야할 과제 많아
  • 이충만
  • admin@hkn24.com
  • 승인 2023.02.03 00:01
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바이러스

[헬스코리아뉴스 / 이충만] 전세계 제약·바이오 기업들이 1회 투약으로 질병을 근본적으로 치료할 수 있는 유전자 치료제 개발에 속속 뛰어들고 있는 가운데, 유전자 치료제의 주요 운반체인 바이러스 벡터에 관심이 쏠리고 있다. 일각에서는 mRNA에 이어 차세대 약물 운반체로 떠오를 것이라는 전망이 나온다.

유전자 치료제는 유전자의 결핍 혹은 기능 이상을 교정하기 위해 인공적으로 수정된 유전자를 이식하여 질병을 근본적으로 치료하거나 예방하는 약물이다. 특히, 1회 투약으로 완치를 기대할 수 있는 원샷 치료 효과도 보이면서 ‘기적의 치료제’라는 찬사를 한몸에 받고 있다.

재조합된 유전자를 생체 내에 정확하게 전달하기 위해서는 운반체가 필요하다. 바이러스 벡터는 체내 수정된 유전자 전달 경로로 현재 가장 많이 쓰이는 운반체이다. 바이러스는 숙주의 면역 체계를 회피하면서 특정 세포에 핵산을 효율적으로 전달하도록 진화해 왔다. 바이러스 벡터는 이러한 바이러스의 기전을 역으로 이용하는 것이다. 유전자 전달 효율성은 그대로 둔 채, 감염 기능은 제거된 바이러스 껍질과 같은 것으로, 유전자를 전달하는 강력한 수단으로 활용될 수 있는 것이다.

현재 유전자 치료제에서 주로 사용되는 바이러스 벡터의 유형은 총 3가지다. ▲아데노바이러스(Adenovirus) 벡터 ▲아데노 부속 바이러스(Adeno-Associated-Virus, AAV) 벡터 ▲렌티바이러스 (Lentivirus) 벡터가 있다.

 

바이러스 벡터 유형

① 아데노바이러스 벡터는 현재 개발 중인 유전자 치료제 중 가장 많이 사용되는 운반체이다. 많은 양의 유전자를 탑재할 수 있고, 유전자 발현 효율이 높기 때문이다. 아데노바이러스 벡터의 특징 중 하나는 일시 발현(Transient Expression)으로, 세포가 분열되어도 수정된 유전자가 전달되지 않는다는 점이다. 따라서 세포 사멸을 유도하는 유전자 치료법으로 연구 개발되고 있다.

하지만, 바이러스 자체에 대한 면역 반응이 다른 운반체 대비 심각한 면역 반응을 일으킨다. 영국 아스트라제네카(Astrazeneca)의 에볼라 및 코로나19 백신은 아데노바이러스 벡터를 사용해 만들어졌다.

② AAV 벡터는 지난 1965년 아데노바이러스의 오염물질로 최초 발견되어 아데노 부속 바이러스라는 명칭이 붙었다. AAV 벡터의 특징으로는 세포 분열과 무관하게 세포를 감염시킬 수 있는 것이다. 이에 따라 세포 감염이 어려운 근육, 망막, 중추신경계에 침투하는 유전자 치료제로 활용될 수있다. 면역원성이 낮기 때문에 면역 부작용이 적은 편이다.

단점으로는 탑재할 수 있는 유전자의 양이 매우 적고, 유전자 발현 효율이 낮다는 것이다. AAV 벡터 활용 유전자 치료제는 독일 CSL 베링(CSL Behring)과 네덜란드 유니큐어(Uniqure)가 공동개발한 B형 혈우병 치료제 ‘헴제닉스’(Hemgenix, 성분명: 에트라나코제네 데자파르보벡·etranacogene dezaparvovec)가 대표적이다.

③ 렌티바이러스 벡터는 주로 환자로부터 채취한 세포를 재이식하기 전에 실험실에서 수정하는 생체 외 치료에 사용된다. 아데노바이러스 및 AAV 벡터에 비해 장기간 유전자가 발현되는 장점이 있다. 하지만 렌티바이러스 벡터의 가장 큰 문제점은 병원성을 지닌 운반체이기 때문에 체내에서 바이러스를 복제할 가능성이 도사리고 있다. 대표적인 렌티바이러스로는 HIV가 있다.

이밖에도 헤르피스 바이러스(Herpes virus)를 유전자 치료제의 운반체로 평가하는 연구가 진행되고 있다. 헤르피스 바이러스 벡터는 가장 많은 양의 유전자를 전달할 수 있지만, 렌티바이러스와 마찬가지로 바이러스 독성 등이 문제가 되고 있다.

 

바이러스 벡터의 한계

바이러스 벡터 유형에 대한 연구 개발은 각 유전자 치료제에 적합한 운반체의 선택의 폭을 넓혀주면서 희귀·난치성 질환의 치료 가능 영역을 하루하루 확장시키고 있다. 하지만, 업계 전문가들은 바이러스 벡터의 한계가 분명하다고 입을 모은다.

가장 시급하게 해결해야 하는 문제는 바이러스 용량을 감소시키는 것이다. 현재 바이러스 벡터를 활용한 유전자 치료법은 전신 치료의 경우, 환자에게 고용량 바이러스를 투여해야 하는데, 1회 투약 시 체내 세포 수의 몇 배에 달하는 양을 주입하는 경우도 있다.

유전자 치료제의 고질적인 문제는 천문학적 약가다. 고용량 바이러스 벡터 주입도 문제점으로 거론된다. 일례로, AAV 벡터의 일반적인 생산 단가는 표준 용량당 약 10만 달러(2일 환율 기준 약 1억 2220만 원)에 달한다. 현재 가장 비싼 유전자 치료제인 ‘헴제닉스’의 1회 투약 비용은 350만 달러(한화 약 42억 8050만 원)이다.

이밖에 바이러스 그 자체에 대한 안전성 우려와 함께, 반복 투여 시 체내에서 형성된 중화항체에 의한 효능 저하를 가져올 수 있다.

업계 전문가들은 “현재 바이러스 벡터가 직면한 과제를 해결하기 위해서는 정부가 주도하여 기업, 연구 기관 등에 적극적으로 지원해야 한다”며 “유전자 치료제는 인간의 질병 정복 계획을 더욱 앞당겨주는 만큼, 이러한 한계점을 해결하는데 중점을 두어야 한다”고 말하고 있다.


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