[천연물, K바이오 도약 선봉]①비엘, 청국장 유래 폴리감마글루탐산 암 치료하다

신종인플루엔자 치료제로 유명한 타미플루는 팔각회향이라는 중국의 천연물질을 활용, 개발돼 큰 성공을 거두었다. 아스피린, 탁솔도 천연물을 기반으로 한 치료제다. 일본에선 천연물질을 이용해 고지혈증 치료제 메바로친과 면역억제제 프로그랍을 개발했다. 세계 최초 항생물질인 ‘페니실린’도 푸른곰팡이에서 발견했다. 1940년대부터 현재까지 개발된 175개의 소 분자 항암제 중 약 75%가 천연물이다. 하지만 최근 몇 년 동안 대부분 대형 제약사는 천연물 신약 개발을 중단했거나 관련 연구비를 축소했다. 신약 개발에서 천연물은 극히 낮은 수율과 물질 공급이 어렵기 때문이다. 복잡한 화학구조로 합성이 어렵다는 것도 문제로 지적됐다. 이런 상황에서 지난 4월 보건복지부 등 11개 부처는 공동으로 보건의료기술육성 기본계획을 발표했다. 이 계획안의 골자는 천연물 신약의 개발 및 사업화다. 천연물은 동의보감·명심보감을 통해 이미 경험적인 안전성과 유효성이 입증했다. 독성이 낮다는 확실한 장점이 있다. 이데일리는 최근 정부 정책 기조와 천연물 신약의 장점을 살펴 국내 천연물 연구자 릴레이 인터뷰를 기획했다. 이번 취재는 한국과학기자협회가 지원했다. [편집자주]

[이데일리 김지완 기자] “지구 상에서 염증반응 없이 면역반응을 일으키는 물질은 2개 정도입니다. 그중 하나가 ‘폴리감마글루탐산’(γ-PGA) 입니다”.

이도영 비엘 연구개발본부장(이학박사, 상무)이 지난 7일 경기도 용인시 수지에 위치한 본사에서 폴리글루감마탐산 물질에 대해 설명 중이다. (사진=김지완 기자)

이도영 비엘 연구개발본부장(이학박사, 상무)은 화학 전공으로 학·석·박사학위를 취득했다. 뼛속까지 화학 전공자로서 케미칼(알약) 제제를 개발하는 제약사에 있어야 어색하지 않을 이력이다. 하지만 이 본부장은 수년째 천연물 치료제 개발에 심취해있다.

이데일리는 지난 7일 경기도 용인시 수지에 위치한 비엘(142760) 본사를 찾아 폴리글루감마탐산의 경쟁력과 치료제 개발의 가능성을 살펴봤다. 폴리감마글루탐산은 청국장에 서식하는 고초균이 만들어낸 물질이다.

“人면역체계 알면 γ-PGA 경쟁력 이해”

이 본부장은 폴리감마글르탐산의 물질적 특성을 이해하기 위해선 인간 면역 체계를 이해해야 한다고 운을 뗐다.

그는 “인간이 세균 감염에도 죽지 않는 이유는 세균 감지 수용체가 염증 반응을 일으키기 때문”이라고 설명했다. 이어 “세균에 감염된 조직은 퉁퉁 부어오르면서 다른 조직과 분리된다”면서 “그렇게 고립된 조직에 염증 생성이 일단락되면, 면역체계가 T세포, NK세포와 같은 면역 물질을 분비해 세균을 잡아 없앤다. 그러면서 염증이 가라앉고 세균 감염 피해가 신체 일부에서 마무리된다”고 덧붙였다.

대부분의 세균·바이러스 감염이 국소 염증 반응으로 마무리되는 이유다. 이 본부장은 “세균 감염, 세포 돌연변이 등 이상이 발생하면, 이를 감지하고 면역 시스템이 작동하는 것이 인체 기본 원리”라고 강조했다.

문제는 체내로 강력한 균·바이러스가 침투할 때다.

이 본부장은 “강력한 균과 바이러스는 인간의 정상 면역 반응으로 해결하지 못한다”며 “이 경우엔 국소 염증 반응을 뚫고, 세균이 온몸을 타고 돌아다니며 전신에 감염을 일으키는 패혈증으로 발전한다”고 설명했다.

암세포의 경우엔 염증 반응을 자양분 삼아 성장한다. 그는 “암세포는 워낙 빨리 성장하기 때문에 상당량의 산소와 영양분을 필요로 한다”면서 “암은 염증 반응을 일으켜, 면역 세포들을 불러들여 산소와 영양분을 공급받는다. 암세포가 이 산소와 영양분을 빨아들이면서 빠르게 성장하는 것”이라고 설명했다. 이 본부장은 “결국, 면역을 활성화하기 위해선 이에 수반되는 염증이 필요하다”는 설명을 곁들였다.

“면역항암제 효능 배가 시키고 독성없어”

하지만 폴리감마글루탐산은 염증반응 없이 면역을 활성화한다.

그는 “폴리감마글루탐산은 염증과 똑같이 면역 수용체에 인식시킨다”면서 “그 결과, 체내 염증 반응없이 면역 세포만 활성화되면서 기존 염증이 빨리 가라 앉는다”고 설명했다. 이어 “폴리감마글루탐산은 염증 반응없이 면역 수용체를 작동시키는 물질”이라고 덧붙였다.

폴리감마글루탐산의 이런 물질적 특성은 면역항암제와 결합했을 때 상당한 시너지 효과가 날 수 있다고 봤다.

이 본부장은 “T세포엔 PD-1 단백질이 있고, 암세포엔 PD-L1 단백질이 있다”면서 “이 둘이 결합하면 T세포는 암세포를 공격하는 대신 자폭한다. 암세포가 면역 체계를 회피하는 방식”이라고 설명했다.

그는 “면역항암제는 결국 T세포를 정상작동하게 해서 암세포를 치료하자는 것”이라면서 “그런데 암 환자의 T세포 컨디션(상태)이 좋지 않다면 면역항암제도 무용지물”이라고 꼬집었다. 이어 “폴리감마글루탐산은 T세포, NK세포 등 면역세포 활성도를 2배가량 높여준다 ”면서 “면역항암제의 효능을 극대할 수 있다”고 말했다.

비엘은 이 같은 결과를 실험(cell cytotoxicity)을 통해서 얻었다고 부연했다. 일정 시간 면역세포가 암세포를 죽이는 개체 수를 비교하는 방식이다. 이 비교실험에서 폴리감마글루탐산 투약군에서 2배가량 면역세포 활성도가 높아진 것을 확인했다.

그가 폴리감마글루탐산에 심취한 또 다른 이유는 독성이 없다는 점이다.

이 본부장은 “폴리감마글루탐산은 장 점막에서 작용해 수지상세포 등을 자극한다”면서 “그 자극된 수지상 세포가 NK세포와 T세포 활성화를 유도한다”고 설명했다. 이어 “그렇게 폴리감마글루탐산은 장 점막에서 반응한 후 전신에 흡수되지 않고 대변으로 빠져나간다”면서 “체내 흡수되지 않기 때문에 누적 독성 데이터가 나올 수 없다”고 설명을 곁들였다.

약물은 몸 안으로 들어가면 간에서 대사된 다음 분해돼 소·대변으로 배출되는 게 정상이다. 하지만 대부분 약들이 몸 밖으로 완전 배출이 안되고 일부는 체내 축적이 이뤄진다. 이게 쌓이면 독성이 발생한다.

“췌장암 치료제로 개발 예정”

비엘의 폴리감마글루탐산 치료제 탄생까진 시간이 필요하다. 이 본부장은 “현재 3차 동물실험을 진행 중”이라며 “실험팀을 하나 더 만들어 올해 8차 실험까지 계획하고 있다. 내년엔 식약처 임상 1상을 진행할 예정이다. 임상 2상부턴 면역항암제 병용투여를 고려 중이고 적응증은 현재로선 췌장암을 보고 있다 ”고 밝혔다.

하지만 천연물의 고유 특성으로 치료제 개발 전에도 식품으로 섭취할 수 있다.

그는 “폴리감마글루탐산 농축액으로 건기식(면역88)을 판매 중”이라며 “1포당 1500㎎인데, 청국장으로 환산하면 1㎏을 섭취해야 하는 양”이라고 비교했다. 이어 “면역88은 개발중인 면역항암제 병용치료제와 동일 성분”이라고 덧붙였다.