미국 유전학계에서 향후 개발이 유망한 유전자치료제 4건이 발표됐다. 이들 대부분은 유전성 희귀질환을 표적으로 한 것임에도 불구, 고무적인 임상시험 결과를 나타내 주목을 받았다.

유전자의약 이노베이션센터(ICGM)의 김지영 박사와 강문경 연구원은 최근 발간한 ‘미국 유전자 세포치료제 학회(ASGCT) 참관기’에서 눈에 띄는 유전자치료제 개발 사례 4가지를 소개했다.

첫 번째는 블루버드 바이오(Bluebird Bio)를 중심으로 개발 중인 겸상세포질환(Sickle Cell Disease) 치료제 HGB-206이다.

HGB-206은 렌티바이러스(Lentivirus)를 이용한 생체 외 유전자치료제(ex vivo Gene Therapy)로, 현재 임상 1/2상이 진행 중이다. 기전은 자가 조직인 CD34+ 세포에 변형된 베타 글로빈(β-globin)을 발현하는 렌티바이러스를 감염시키고 환자에게 다시 주사하는 방식이다.

임상시험에서 연구자들은 폐쇄성 간 질환 발병 등을 포함한 이상 반응이 없음을 확인했고, 형질 도입된 세포 내 바이러스 유전체(Viral Genome)가 세포 당 6~7copies 내외임을 확인했으며, 환자의 혈액에 베타 글로빈의 양이 증가하는 것을 확인했다고 밝혔다.

두 번째는 캘리포니아대학 샌프란시스코캠퍼스(UCSF)에서 개발 중인 방향족 L-아미노산 탈카복실화 효소 결핍(Aromatic L-amino Acid Decarboxylase Deficiency, AADC) 치료제다.

AADC는 신경전달물질의 대사 장애로 인해 세로토닌과 카테콜라민의 부족을 초래하는 유전성 질환이며, 환자 절반이 신생아기에 발병한다. 근육기능 저하로 인해 일어서거나 걷지 못할 뿐 아니라 심할 경우 식물인간 상태가 되거나 안구운동발작, 근긴장 이상 등이 나타난다.

이 치료제의 경우 AAV2 바이러스벡터를 이용해 AADC 유전자를 전달하는 유전자치료제로, MRI를 이용해 환자의 중뇌(Midbrain)에 직접 주사하는 방식을 띈다.

임상시험을 통해 AAV2-AADC를 주사 받은 환자들은 근육기능이 복구됨에 따라 일어서기가 가능하졌고, 수면장애가 개선되는 효과를 보였다. 휠체어에 의존해 허리를 펴지 못하던 환자들이 허리를 펼 뿐 아니라 간호사의 보호 아래 일어서고, 두 발자국까지 보행도 가능했다.

세 번째는 오덴테스 테라퓨틱스(Audentes Therapeutics)를 중심으로 연구가 진행 중인 X-연관 근세관성근병증(X-linked myotubular myopathy) 치료제다.

이 질병의 환자들은 근력 기능 저하로 인하여 목을 가누지 못하고, 호흡장애로 인하여 흡인기(Aspirator)에 의존해 생활하며, 허리를 가누지 못해 누워서 생활한다.

해당 치료제는 AAV8을 이용한 것으로 현재 임상 1/2상을 진행 중이다. 렌티바이러스벡터를 제외한 대부분의 유전자치료제 연구는 아데노연관바이러스(Adeno-associated Virus, AAV)를 사용한다. 그 중에서도 많이 쓰이는 것이 AAV8과 AAV9다.

현재 해당 치료제는 투여받은 환자들의 결과 분석이 진행 중이다. 일부 분석 결과를 보면, 이상을 보이던 근육 조직의 구조가 AAV8-Des-hMTM1 바이러스벡터 주사 후 2개월부터 정상인의 근육조직의 구조로 변형하기 시작했으며, 주사 후 12개월에는 거의 정상인의 근육조직에 가까운 형태를 나타냈다는 보고가 있다.

마지막은 울트라제닉스 파마슈티컬스(Ultragenyx Pharmaceutical)의 오르니틴 트랜스카비미라제 결핍증(Ornithine Transcarbamylase Deficiency, OTC Deficiency) 치료제다.

OTC Deficiency는 X 연관 우성으로 유전되는 유전성 질환이며, 요소 회로 이상 중에서 가장 흔하게 발생된다. 대부분 혈액에서 암모니아가 상승되어 있고, 아미노산 분석에서는 글루타민(glutamine), 글루타민산(glutamic acid), 알라닌(alanine) 등이 상승해 있다. 가장 성공적인 치료 방법은 간이식이다.

해당 치료제는 3명의 환자에게 각각 다른 용량으로 투여됐으며, 실험 시작 후 52주까지 ALT 수치 증가 여부를 지속적으로 모니터링 했다. 그 결과 투여량이 높은 실험군에서 ALT 증가량이 더 높았다. 연구팀은 추후 4년간 추적 관찰을 진행해 증상 개선 정도와 안전성을 모니터링 할 것이라고 밝혔다.

한편, 유전자치료제의 글로벌 바이러스벡터 치료제 시장 규모는 2018년 기준 327.8백만 달러에서 2023년에는 815.8백만 달러 규모로 성장할 것으로 전망되며, 연평균 성장률(CAGR)은 약 20.0%에 이를 것으로 예측된다.

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