<코로나 팬데믹은 범용 항바이러스제 탄생 기회>

최초 범용 항생제 페니실린 같은 범용 항바이러스제 필요

20세기에 인류를 세균으로부터 구한 약물은 여러 종의 세균을 죽이는 범용 항생제 페니실린이었다. 1928년 스코틀랜드의 세균학자 알렉산더 플레밍은 푸른곰팡이가 만들어내는 살균 물질인 페니실린을 발견했다. 이후 과학자들이 푸른곰팡이에서 이 물질을 고순도로 추출하는데 성공함으로써 1942년 드디어 페니실린이란 세계 제1호 범용 항생제가 탄생했다.

현재 인간에게 감염질환을 일으키는 바이러스는 200여 종에 달한다. 하지만 치료제가 개발된 감염질환은 10종 남짓에 불과한데 이 마저도 독감, 에이즈, 간염 등에 몰려 있다. 한 가지 약물로 한 가지 바이러스 질환만 치료하는 기존의 항바이러스제 개발 시스템은 신약 개발에 막대한 자금과 시간이 요구되기 때문에 거대 자본과 첨단기술을 보유한 글로벌 제약사들이 사실상 주도해왔다.

세포가 바이러스 제거하게 촉진하는 니클로사마이드

현대바이오가 첨단 원천기술인 약물전달체(DDS)를 기반으로 개발한 CP-COV03는 혁신적인 범용 항바이러스제 후보물질이다. CP-COV03의 주성분인 니클로사마이드의 메커니즘은 바이러스가 세포에 침투하면 세포가 그 바이러스를 이물질로 인식, 스스로 제거하는 `자가포식(autophagy)’ 작용을 촉진해 세포가 바이러스를 제거하도록 만든다. 오토파지는 모든 바이러스에 적용되는 메커니즘으로, 글로벌 학술지를 통해 니클로사마이드의 항바이러스 효능이 있다고 밝혀진 주요 바이러스 질환만 해도 현재 20여종에 이른다. <아래 표 참조> 

하지만 바이엘이 1959년 구충제로 출시한 니클로사마이드는 태생적 한계 때문에 약물재창출(drug repositioning)이 수십년 동안 전혀 이뤄지지 못 했다. 입으로 먹으면 몸 속으로 흡수가 잘 안 되고, 주사제로 투약하면 약물이 혈액에서 빨리 방출되는 등 생체이용률이 지나치게 낮았기 때문이다. 이런 이유로 과학계에는 니클로사마이드를 다른 용도로 약물재창출하는 것은 오래동안  ‘그림의 떡’이었다.

니클로사마이드 생체이용률 43배까지 높인 CP-COV03

글로벌 제약사인 머크나 화이자보다 코로나 치료제 개발에 후발주자로 나선 현대바이오는 처음부터 코로나 펜데믹을 범용 항바이러스제 개발의 기회로 여기고 니클로사마이드의 난제 해결에 나섰다. 현대바이오는 2020년 과학계가 오랜 세월 동안 풀지 못한 니클로사마이드의 난제를 첨단 전달체 플랫폼 기술로 해결, 생체이용률을 동물실험에서 최고 43배까지 끌어올리는데 성공했다. 니클로사마이드의 생체이용률을 이처럼 획기적으로 개선해 탄생한 항바이러스제가 CP-COV03이다.

현대바이오는 개선한 생체이용률을 토대로 후속 동물실험을 통해 그동안 세포실험에서만 확인됐던 니클로사마이드의 코로나19에 대한 효능을 생체에서 입증했다. 이어 임상1상에서 니클로사마이드의 개선된 생체이용률이 인체에서도 적용됨이 확인됐다. 이제 동물에서 입증된 효능을 현재 진행 중인 CP-COV03의 임상2상에서 확인하는 과정만 남아있다.

CP-COV03, 코로나19 임상2상 후 순차적 용도 확대 예정

전임상과 임상1상을 거친 CP-COV03는 코로나19 이외 다른 바이러스 질환 치료제로 용도 확대시에는 해당 질환의 임상2상으로 직행할 수 있다. 현대바이오는 이번 코로나19 임상2상에서 유의미한 결과가 나오면 니클로사마이드 효능이 입증된 20여 종의 바이러스 질환 중 임상2상 단계에서 긴급사용 승인이 가능한 질환을 우선으로 CP-COV03의 용도를 확대해나갈 계획이다. 이를 위해 회사는 임상2상만으로 CP-COV03의 긴급사용 승인이 가능한 후보군도 이미 확정해둔 상태다. 

동일 약물로 다른 질환에 적용하는 약물의 용도변경은 임상2상으로 직행할 수 있어 경제적 비용의 대폭 절감은 물론 치료제의 신속한 개발까지 가능해진다. 미국의 길리어드가 코로나 사태 초기에 세계 제1호 코로나19 치료제로 신속하게 내놓은 렘데시비르를 좋은 사례로 들 수 있다. 코로나 팬데믹의 초기에 길리어드는 이미 에볼라 치료용으로 임상1상을 마친 약물을 코로나 치료제로 용도변경해 곧바로 코로나19 임상2상을 진행해 미 식품의약국(FDA)으로부터 긴급사용 승인을 받아냈다. 

동물효능실험으로 2상 대체 가능한 원숭이두창(천연두)

현대바이오의 용도 확대 후보군에는 천연두도 당연히 들어있었다. 9.11 테러 참사를 겪은 미국 정부는 2013년 4억7천만 달러의 국고를 투입, 미국내 바이오 벤처 SIGA테크놀로지스와 천연두 치료제 개발에 착수했다. 치료제 개발은 2018년 성공했지만 미 정부는 2013년에 천연두 테러에 대비하는 전략적 비축용으로 59만명 분량을 사전구매했다. 

마이크로소프트 창업자 빌 게이츠는 최근 “만약 테러범이 10개 공항에 천연두 바이러스를 보내면 어떻게 되겠느냐”고 경고하면서 “각국 정부는 미래에 다가올 팬데믹(대유행)과 천연두 테러를 준비해야 한다”고 역설했다. 세계 주요국이 테러 사태에 대비하기 위해 천연두 백신을 전략적 비축약물로 대량 확보해두고 있지만, 적정량의 천연두 치료제를 비축해둔 나라는 사실상 미국밖에 없다. 미국 외에는 아직까지 천연두 치료제 개발에 성공한 나라가 없기 때문이다. 

원숭이 두창 치료제는 곧 천연두 치료제이다. `원두(猿痘) 사태’가 세계적으로 확산하는 지금을 현대바이오가 천연두 치료제 개발의 적기로 판단한 결정적 배경이다. 

CP-COV03의 코로나19 임상2상을 성공적으로 마치면 원두나 천연두 치료제로 용도를 확대하는 데는 전임상과 임상1상 과정 없이 임상2상으로 직행할 수 있다. 특히 원두나 천연두는 윤리적 문제로 사람 대상 임상이 불가능해 미국은 동물효능시험으로 임상2상을 대체하는 `애니멀 룰(Animal Rule)’을 시행하고 있다. 

바이러스 제거 혈중유효농도, 코로나19와 천연두 사실상 동일

미 캔자스대 연구진은 2020년 7월 천연두 및 원두 바이러스와 같은 계열인 백시니아 바이러스 감염세포 실험에서 니클로사마이드가 1마이크로몰(μM)의 낮은 약물농도에서도 바이러스 증식을 99% 수준으로 낮출 수 있다고 국제학술지 `Vaccines’를 통해 발표했다. 이는 니클로사마이드가 1마이크로몰 농도에서 코로나19 바이러스 증식을 100% 억제했다고 한국 파스퇴르연구소가 같은 해 4월 공개한 실험결과와 사실상 일치한다. 

CP-COV03의 코로나19 임상2상의 성공은 현대바이오에는 곧 범용적 항바이러스제 탄생의 기회이다. 현대바이오는 이미 동국제약, 유영제약과 위수탁 계약으로 대량생산 및 공급체제까지 구축해놓고 있어 CP-COV03의 용도별 임상2상이 종료되고 긴급사용 승인을 받으면 즉각적인 대규모 공급도 가능하다.