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[이데일리 김진호 기자] 국내외 제약바이오 기업들이 경쟁적으로 ‘융합단백질’ 신약 개발에 나서고 있다. 일본 오노약품과 미국 암젠, 동아에스티(170900) 등이 관련 후보물질을 기술도입해 개발을 시작했고, 코스닥 상장을 앞둔 지아이이노베이션이나 에이프릴바이오(397030)는 융합단백질 발굴 플랫폼을 보유해 관련 후보물질을 직접 발굴하고 있다. 업계에서는 염증부터 암까지 폭넓은 질환에 적용가능한 융합단백질 신약 개발 경쟁이 본격화 될 것이란 분석이 나온다.

(제공=에이프릴바이오 홈페이지 캡쳐)

오노약품, 암젠 융합단백질 시장 진출 박차

28일 제약바이오 업계에 따르면 일반적으로 융합단백질을 제작하려면 ‘힌지’(hInge)와 ‘Fc 도메인’, ‘접합체’(링커) 등 세 가지 요소로 이뤄진 구조적인 뼈대(백본)부터 설계해야 한다. FC도메인을 중심에 두고 힌지와 접합체를 각각 상단과 하단에 위치시켜 뼈대를 만드는 것이다. 이런 뼈대의 양 끝에 질환 타깃용 수용체 단백질 두개를 붙인 이중융합단백질이 가장 많이 시도되고 있다. 더 많은 수의 단백질을 연결해 다중융합단백질로 구성하는 것도 얼마든지 가능하다.

지난 22일(현지시간) 오노약품은 미국 큐 바이오파마의 이중융합단백질 후보 ‘CUE-401’의 세계 개발 및 상업화 권리를 2억2000만 달러(한화 약2900억원) 규모로 기술이전 받았다고 밝혔다. 양사는 미국 시장에서도 50대50의 비중으로 해당 물질을 공동 개발해 나가기로 합의했다.

CUE-401은 ‘전환성장인자베타’(TGF-β)와 인터류킨(IL)-2 등을 각각 줄이도록 디자인된 단백질을 융합한 물질이다. 전임상 연구를 통해 조절 T세포의 기능을 강화해 자가면역성 염증 질환을 개선할 수 있을 것으로 분석되고 있다. 토이치 타키노 오노약품 개발 및 연구 부문 전무는 “단백질 공학 플랫폼에 기반해 새롭게 떠오르는 신약 분야가 융합단백질이다”며 “큐 바이오파마의 기술력에 주목했고, CUE-401의 권리를 확보하게 됐다”고 설명했다.

암젠 역시 지난해 12월 아일랜드 호라이즌 테라퓨틱스를 인수합병했다. 이를 통해 쇼그렌 증후군 등 자가면역질환 후보물질 ‘VIB4920’을 확보했다. VIB4920은 활성화된 T세포 표면에서 나타나는 CD40과 CD40L에 결합하는 융합단백질로 알려졌으며, 임상 2상까지 마친 상태다.

국내 융합단백질 개발 업계 관계자는 “융합단백질 신약이 아직 나오지 않아서 관련 시장 규모를 예측하긴 이르다”며 “다만 수년 전부터 주목받은 이중(특이)항체처럼 다양한 질환에 적용가능한 만큼 융합단백질 시장도 가파르게 확대될 수 있다”고 전망했다. 시장조사업체 글로벌데이터에 따르면 세계 이중항체 시장은 2021년 40억 달러(약 5조원)에서 매년 32%씩 성장해 2027년 190억 달러(약 24조원)에 이를 것이란 전망이 나오고 있다. 융합단백질 시장 역시 이중항체만큼 빠르게 성장할 수 있다는 얘기다.

일본 오노약품, 미국암젠, 동아에스티 등이 기술도입 또는 인수합병을 통해 융합단백질 신약 후보물질을 확보하고 있다.(제공=각 사)

동아ST, 기술도입한 ‘SHR-1701’...“해외 임상 개발 활발”

국내 동아에스티(170900)도 융합단백질을 꾸준히 융합단백질을 확보하고 있다. 지난 2020년 11월 회사는 중국 항서제약으로부터 1075만 달러(당시 약 127억원)규모로 ‘SHR-1701’의 국내 개발 권리를 기술이전받았다. SHR-1701은 PD-L1과 TGF-β 등을 동시에 억제하는 이중융합단백질 기반 면역항암제 후보물질이다. 당시 중국 내 비소세포폐암 및 췌장암 등 고형암 대상 임상 1/2상이 진행 중이었다.

이로부터 약 2년이 지난 2022년 12월 항서제약은 SHR-1701의 재발성 또는 전이성 자궁경부암 대상 임상 1상 결과를 내놓았다. 회사에 따르면 해당 임상은 32명의 환자를 대상으로 진행됐으며, SHR-1701 복용군의 ‘객관적반응률’(ORR)은 15.6%, ‘질병통제율’(DCR)은 50%로 확인됐다. 11명에서 치료를 요하는 3~4등급의 부작용이 나왔지만, 사망자는 발생하지 않았다고 밝혔다.

미국 클리니컬 트라이얼에 따르면 위암환자 896명에게 SHR-1701 주사제와 화학요법을 병용하는 임상 2/3상도 지난해 1월부터 미국에서 시작됐다. 2027년 12월에 종료될 예정이다. 동아에스티 관계자는 “해외에서 진행중인 SHR-1701 임상 상황을 예의주시하고 있지만, 아직 국내 개발을 직접 시도하진 않고 있다”고 전했다.

이밖에도 동에에스티는 지난해 12월 카나프 테라퓨틱스(카나프)로부터 계약금 50억원을 포함해 총 2030억원 규모로 이중융합단백질 후보물질에 대한 면역항암제를 기술이전 받았다. 국내 바이오벤처인 카나프는 종양미세환경에 작용하는 사이토카인 타깃용 융합단백질 제작 플랫폼을 보유한 것으로 알려졌다. 이때 기술이전 받은 해당 물질의 세부 기전은 계약상의 이유로 공개되지 않았다.

융합단백질 기술수출성과 내는 바이오벤처들

한편 지아이이노베이션과 에이프릴바이오(397030) 등은 자체적으로 융합단백질 발굴 플랫폼을 확보해 신약개발을 수행하는 중이다.

지아이이노베이션은 융합단백질의 뼈대를 설계하는 ‘GI-SMART’를 개발했다. 2만 4190여 가지의 유전자 변이 조합에서 최적의 뼈대를 발굴하고 있다. 이를 통해 확보한 주력 후보물질인 ‘GI-101’은 반감기를 늘린 뼈대에 수용체 단백질인 ‘CD80’과 자체 제작한 ‘IL-2변이체’를 붙여 완성했다. 지난 2019년 해당 물질을 중국 심시어에 9000억 규모로 기술이전했다. 현재 미국 머크(MSD)의 ‘키트루다’(성분명 펨브롤리주맙)와 GI-101을 병용하는 글로벌 임상 1/2상 등을 진행하고 있다.

에이프릴바이오는 이중항체 또는 이중융합단백질 등을 개발할수 있는 SAFA 플랫폼을 보유하고 있다.(제공=에이프릴바이오)

에이프릴바이오의 ‘SAFA ’는 Fc도메인을 제거한 뼈대에 항체나 단백질을 붙일 수 있는 신약개발 플랫폼이다. 에이프릴바이오 관계자는 “일반적으로 Fc도메인을 가공하는데. 우리는 이를 완전히 제거하고 알부민 결합체(바인더)를 붙이는 플랫폼을 개발했다”며 “어떤 방식이든 뼈대에 항체나 단백질을 붙이는 게 가능하다. 우리도 관련 신약 후보물질을 두루 확보하고 있다”고 설명했다.

실제로 에이프릴바이오는 융합단백질 후보 ‘APB-R3’(호주 임상 1상)와 항체 신약후보 ‘APB-A1’(미국 임상 1상) 및 ‘APB-R5’(탐색 연구 단계) 등을 보유하고 있다. 이중 APB-A1은 지난 2021년 4억4800만 달러(당시 한화 약 5634억원) 규모로 덴마크 룬드벡에 세계 개발 권리를 기술수출했다. APB-R5는 역시 지난해 8월 유한양행(000100)에 같은 권리를 기술수출하기도 했다.

회사 관계자는 “ARB-R3는 IL-18을 붙인 융합단백질 후보다”며 “시차 등을 고려해 보다 편하게 서양인(백인)을 대상으로 임상을 진행할 수 있는 호주에서 올해 해당물질의 임상에 주력해 나갈 예정이다”고 설명했다.