일본산업뉴스요약

미생물로 ‘항체 의학’을 저렴하게
암 등의 진단 및 치료

-- 도쿄농공대학 등, 생산 비용 1/10로 --
바이오 의학품 가운데 급속도로 부각되고 있는 ‘항체 의학’의 생산 비용을 낮추는 기술 개발이 추진되고 있다. 도쿄농공대학 등은 광합성을 하는 미세조류(Microalgae)를 이용해 체내의 이물질을 제거하는 ‘항체’라는 단백질을 늘리는 방법을 개발했다. 가고시마(鹿児島)대학 등은 흙 속에서 발견한 세균에 유전자를 도입해 항체를 만들었다. 실용화된다면 항체의 생산 비용이 기존의 약 1/10로 낮출 수 있을 전망이다. 효과는 크지만 고가인 항체 치료약 보급을 뒷받침할 가능성이 있다.

병원균 등의 이물질(항원)이 체내에 들어가면 이물질에 결합하는 항체가 만들어져 이물질을 제거해준다. 이것을 ‘항원 항체 반응’이라고 한다.

이 시스템을 응용한 것이 항체 의학이다. 질병의 원인 물질을 공격하는 항체를 만들어 체내에 주입해 치료 및 예방에 이용되었다. 예를 들어 암세포 등이 가진 특정 분자를 항체로 공격해 치료, 부작용이 낮고 효과가 높다. 암이나 전염병, 류마티스 관절염 등 다양한 질병에서 신약이 등장하고 있다.

항체 의학의 국내 시장 규모는 2015년에 약 6,000억엔. 2005년의 약 10배로, 앞으로도 더욱 확대될 것으로 전망된다. 치료 효과가 큰 약도 개발되었지만 제조 비용이 늘어나 의료비 확대로 이어진다는 점이 문제로 대두되고 있다. 치료약 가격이 연간 수 백만 엔이 넘는 약이 많아 본격적인 보급을 위해서는 가격 인하가 반드시 필요하다.

항체 의학을 개발하기 위해서는 체내에 주입하는 항체를 인공적으로 대량 제조할 필요가 있어, 현재는 주로 유전자를 개변한 동물의 세포를 이용해 만들고 있다. 하지만 동물의 세포는 증식시키기 어렵고 키우는데 필요한 배지도 고가이다. 이 때문에 빨리 증식하고 저렴한 배지에서 자라나는 미생물로 항체를 만든다면 생산 비용을 낮출 수 있게 되는 것이다.

도쿄농공대학의 아사노(浅野) 조교와 미국의 노스캐롤라이나대학의 소우데(早出) 명예교수는 광합성을 하는 미세조류 ‘시아노박테리아(Cyanobacteria)’에 착안. 유전자를 도입해 암세포의 표면에 있는 증식에 관여하는 분자 ‘EGFR’과 암을 공격하는 면역세포 분자 ‘CD3’와 결합하는 항체를 만들었다. 이 항체를 체내에 주입하자, 사람의 담관암 세포는 24시간 후에 소멸했다. 앞으로는 유전자 개변 등을 통해 생산량과 순도를 높여 기업과 연대해 실용화를 추진할 계획이다.

사이타마(埼玉)대학의 네모토(根本) 교수와 류큐(琉球)대학의 무라카미(村上) 조교 연구팀은 인공 합성한 DNA 등을 이용해 새로운 항체를 발견. 대장균에 유전자를 도입해서 만드는데 성공했다. 암세포의 일부에서 표면에 있는 분자에 결합한 것을 확인할 수 있었다. “분자가 작기 때문에 암 조직 안에 있는 간세포를 공격할 수 있다”(네모토 교수). 연구팀은 네모토 교수가 설립한 벤처기업 등을 통해 3년 후에 임상시험 개시를 목표로 하고 있다.

가고시마대학의 이토(伊東) 교수와 도쿠나가(德永) 명예교수는 히게타쇼유(ヒゲタ醬油) 사(도쿄)의 기술을 이용해 흙 속에서 발견한 ‘그람 양성균(Gram-positive bacteria)에 유전자를 도입. 유방암의 항체 의약품 ‘트라스투주맙(Trastuzumab)’ 구조의 일부가 되는 항체를 만들었다.

진단으로의 응용도 전망되고 있다. 이토 교수팀은 표적이 되는 물질에 항체를 결합시켜 PET(양전자 방출 단층촬영)로 암을 촬영하는 진단시약으로써 이용할 수 있을 것으로 보고 응용을 목표로 하고 있다.

지금까지 제약회사들은 긴 시간에 걸쳐 항체를 만드는 동물세포 개량을 추진해왔다. 표적인 질병에 관련된 분자와 잘 결합하는 항체를 대량으로 만들어내는 세포를 손에 넣기 위해 선별 등 번거로운 작업을 반복, 효율을 높이는 것은 어려웠다.

미생물로 항체를 만드는 기술을 치료약으로 응용하기 위해서는 앞으로 더욱 생산량을 늘릴 필요가 있다. 단백질이 병의 원인 물질 등과 결합할 때의 작용을 망라적으로 조사하는 ‘파지 디스플레이(Phage Display)’ 방법 등 다양한 연구와의 조합도 유효할 것으로 보인다.

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