화학저널

코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 사태가 장기화하고 있는 가운데 백신 및 치료제 개발이 가속화되고 있다.
최근에는 에볼라 치료제로 개발된 렘데시비르(Remdesivir)가 코로나19 치료제로 투입되기 시작한 가운데 후속 연구가 잇따르고 있으며 사회활동을 정상화하기 위해 필수적인 백신도 개발 경쟁이 본격화되고 있다.

백신, 미국‧중국 개발경쟁 본격화
백신은 코로나19 팬데믹(Pandemic: 세계적 대유행) 종식과 사회‧경제활동을 정상화하기 위해 신속한 실용화가 요구되고 있다.
바이러스 게놈 정보가 처음 공개된 후 약 4개월이 경과한 시점에서 미국과 중국을 중심으로 백신 개발경쟁이 본격화되고 있으며 이르면 2021년 봄 공급이 시작될 것으로 예상되고 있다. 백신은 일반적으로 개발에 수년이 소요되나 전례 없이 빠른 속도로 개발이 이루어지고 있다.
세계보건기구(WHO)는 사람을 대상으로 임상시험을 진행하고 있는 백신 개발 프로젝트가 10건에 달하는 것으로 파악하고 있다.
미국 모더나(Moderna), 중국 칸시노바이오로직스(CanSino Biologics)가 선두를 달리고 있으며 모더나는 3상, 칸시노는 2상 임상시험을 진행하고 있는 것으로 알려졌다.
영국 옥스퍼드(Oxford)대학과 아스트라제네카(AstraZeneca)도 공동개발을 서두르고 있다. 임상시험을 4월 시작해 모더나와 칸시노에 비해 뒤처졌으나 4월 말 아스트라제네카가 참여한 이후 속도가 가속화되고 있으며 미국 보건복지성 생물의학첨단연구개발국(BARDA)으로부터 12억달러에 달하는 대규모 지원을 받아 후기단계 임상시험에 박차를 가하고 있다.
미국 정부는 가장 먼저 백신을 대량 확보하기 위해 영국기업에도 대규모 투자를 단행한 것으로 파악되고 있다. 2020년 말까지 백신을 유통한다는 초고속(Warp Speed) 작전 계획까지 세우고 백신 개발기업을 적극적으로 지원하고 있다.
BARDA는 아스트라제네카 외에 모더나, 존슨앤존슨(Johnson & Johnson)에도 수억달러를 투입하고 2021년까지 약 10억개를 미국에 우선 공급하기로 합의했다. 모더나와 아스트라제네카는 2020년 겨울부터 일부 공급이 가능할 것으로 예상하고 있다.

중국에서는 칸시노를 포함해 최소 4개 백신에 대한 임상시험이 진행되고 있다. 생산능력, 공급시기, 공급물량 등 구체적인 사항은 대부분 불분명하나 앞으로 유럽, 미국과 중국의 개발경쟁이 심화될 것이 확실시되고 있다.

일본도 7월부터 임상시험 시작
일본에서는 안제스(AnGes)가 처음으로 임상시험을 앞두고 있다.
안제스는 신약 개발 벤처기업으로 임상 및 생산기능 등이 없어 관련기업과 잇따라 제휴해 연합 개발체제를 구축하고 있다.
1상 임상시험은 7월부터 오사카(Osaka)대학의학부 부속병원 등에서 실시하고 양호한 데이터를 확보한 후 가을 무렵 대규모 시험을 시작할 예정이다.
2021년 봄 공급을 목표로 하고 있으나 시험 진척도, 약사법 대응도에 따라서는 2020년 말까지 실용화가 가능할 것으로 예상하고 있다.
제약 메이저 시오노기(Shionogi)는 2020년 임상시험을 시작해 연말 실용화를 목표로 개발을 본격화하고 있으며 최근 인수한 UMN파마(UMN Pharma)의 기반기술을 활용하고 있다.
메이지홀딩스(Meiji Holdings)가 인수한 KM바이오로직스(KM Biologics)는 불활화 백신 개발에 착수했다.
UMN파마와 KM바이오로직스는 몇년 전 일본 정부가 추진한 세포배양형 팬데믹 백신 개발 프로젝트에 참여한 바 있다.
미국에 비해 지원규모는 작으나 일본 정부도 개발에 대한 지원을 확대하고 있다.
2020년 1차 추가경정예산으로 백신 개발에 100억엔을 투입할 계획이었으나 5월27일 각료회의를 통해 2차 추경예산에 생산 지원을 포함해 약 2000억엔을 추가하기로 결정했다.
백신 생산설비를 새롭게 가동하는 사업자를 약 5사 모집해 각각 200억-300억엔을 지원할 계획이며 임상시험과 병행해 양산체제를 구축함으로써 신속한 공급이 가능해질 것으로 기대하고 있다.

중국이 개발 경쟁에서 가장 앞서간다!
코로나19 백신 개발에서는 중국이 가장 앞서가는 것으로 파악되고 있다.
중국에서는 국영 제약 메이저인 사이노팜(Sinopharm)의 자회사 CNBG가 7월 중동에서 최대 1만5000명을 대상으로 코로나19 백신 최종 임상시험을 시작했으며, 바이오 제약기업인 사이노백 바이오텍(Sinovac Biotech)도 7월21일부터 브라질에서 대규모 임상시험을 개시했다.
코로나19 사태로 세계 각국에서 백신 개발이 활발히 이루어지고 있는 가운데 중국은 전체 개발 프로젝트의 30%를 차지하고 있을 뿐만 아니라 개발 속도도 가장 빠른 것으로 평가되고 있다.

세계보건기구(WHO)는 7월15일 기준 코로나19 백신 관련 임상시험이 23건 진행되고 있고 7건은 중국 프로젝트로 파악하고 있다.
임상시험 최종단계인 임상3상까지 진행된 프로젝트는 사이노팜의 자회사, 사이노백 바이오텍, 칸시노바이오로직스 등 중국 3사뿐이며 중국에서는 감염 확산 추세가 꺾였기 때문에 중동‧중남미 등 다른 지역에서 임상시험을 추진하고 있다.
사이노팜은 7월15일 UAE(아랍에미리트)에서 코로나19 백신 임상3상을 시작했다. 200여개국에서 모인 다양한 인종의 사람들이 살고 있는 UAE의 지역적 특성에 주목해 현지기업 및 정부의 지원을 받아 진행하는 것이며 최대 1만5000명의 결과를 확보할 것으로 예상되고 있다.
생산체제 정비도 추진하고 있다.
4월 베이징(Beijing) 공장을, 7월에는 후베이성(Hubei)의 우한(Wuhan) 공장을 완공함으로써 총 2억명 접종물량을 생산할 수 있는 체제를 확보했고 현재 국영기업 직원을 대상으로 해외출장 시 예방 차원에서 접종하고 있다.
사이노백 바이오텍은 브라질 백신 메이저인 부탄탄(Butantan)과 협력하며 임상3상을 추진하고 있다. 현지시간으로 7월21일부터 시작했으며 의료 종사자 9000여명을 투입한 것으로 알려졌다. 인도네시아, 방글라데시에서도 임상3상을 진행하며 1억접종분을 공급할 수 있는 공장을 건설하고 있다.
미국 모더나와 개발 경쟁을 벌인 칸시노바이오로직스는 임상3상 추진에 어려움을 겪고 있다.
5월 캐나다에서 임상3상을 시작할 계획이었으나 중국이 치료제 수출을 허가하지 않으면서 7월 중순까지도 시작하지 못한 것으로 알려졌다. 칸시노바이오로직스는 총 4만명을 대상으로 임상3상을 진행할 계획이며 브라질, 칠레, 러시아, 사우디에서도 임상시험 추진을 준비하고 있다.
중국은 6월 공동 개발 파트너인 인민해방군에게 칸시노바이오로직스 백신을 사용해도 좋다고 허가를 내린 바 있다.
중국은 양산체제도 본격화하고 있다.
중국 국영 IT 메이저인 CEC(China Electronics)는 엔지니어링 자회사를 통해 중국에서 최초로 바이오 세이프티 레벨 3단계에 대응할 수 있는 바이오 의약품 공장을 건설했으며 코로나19 백신을 1억개 생산할 수 있는 것으로 파악되고 있다.

치료제, 렘데시비르‧아비간 주목
코로나19가 세계적으로 확산됨에 따라 치료제 개발도 가속화되고 있다.
일본에서는 후지필름(Fujifilm)의 자회사 도야마케미칼(Toyama Chemical)이 개발한 아비간(Avigan), 추가이제약(Chugai Pharmaceutical)의 악템라(Actemra) 등이 주목받고 있다.
그러나 유행이 장기화됨에 따라 서플라이체인을 둘러싼 문제가 부상하고 있어 개발 뿐만 아니라 조달 및 생산을 포함한 대책 마련이 중요해지고 있다.

일본 후생노동성은 5월18일 후보물질 12개를 포함한 진료입문서(제2판)를 발표했다.
아비간, 악템라와 더불어 미국 길리어드사이언스(Gilead Sciences)의 렘데시비르, 애브비(AbbVie)의 칼레트라(Kaletra), 테이진제약(Teijin Pharma)의 알베스코(Alvesco), 니치이코(Nichiiko)의 후탄(Futhan) 등이 포함됐으며 해외 움직임도 파악해 리스트를 작성하고 있는 것으로 알려졌다.
아비간은 바이러스 증식 자체를 억제하는 특징이 있으며 코로나19에도 동일한 효과를 나타낼 것으로 기대되고 있다. 다만, 2014년 항인플루엔자 치료제로 승인을 받았으나 심각한 부작용이 우려됨에 따라 사용이 엄격히 제한되고 있다.
도야마케미칼은 2021년 5월 승인을 목표로 코로나19에 대한 임상시험을 실시하고 있으며 약 80개국에 무상 공급할 계획이다.
악템라는 추가이제약과 함께 스위스 로슈(Roche)가 임상시험을 시작했다.
악템라는 류마티스관절염 치료제로 승인을 받았으나 코로나19 중증환자에서 발생하는 면역과잉반응을 억제하는 작용이 있는 것으로 알려지고 있다.
로슈가 유럽을 포함한 해외에서 진행하고 있는 임상시험은 곧 결과가 나올 것으로 예상되고 추가이제약이 주도하고 있는 일본 임상시험은 구체적인 일정을 밝히지 않았으나 연말까지 승인신청을 목표로 하고 있다.
니치이코가 도리이약품(Torii Pharmaceutical)으로부터 승계한 후탄도 기대를 모으고 있다.
후탄은 감염 초기에 발생하는 신종 코로나바이러스의 외막과 세포막이 융합하는 것을 막는 작용을 하는 것으로 도쿄(Tokyo)대학 등이 아비간과의 병용요법으로 임상연구를 진행하고 있으며 영국에서도 유용성을 평가하기 위한 공동연구가 이루어지고 있다.
니치이고는 연구 프로젝트에 후탄을 무상으로 제공하고 있다.

안정공급 목표로 제휴‧투자 활발
치료제는 개발이 가속화되고 있으나 안정공급이 중요한 과제로 부상하고 있다.
아비간은 일본 정부가 9월까지 30만명 분량을 비축할 방침을 세워 도야마케미칼이 증산에 나서고 있다.
그러나 서플라이체인이 걸림돌로 작용하고 있다. 2월 중국에서 제네릭의약품 생산이 시작됨에 따라 원료 및 중간체 수입이 어려워졌기 때문이다.
이에 따라 일본 정부는 원료, 중간체 등을 생산하는 화학기업에게 협력을 요청하고 경제산업성을 중심으로 국산화를 추진하고 있다.
덴카(Denka)는 4월 가동중단 설비를 재가동해 아비간 원료 DEM(Diethyl Malonate)을 재생산할 계획이라고 발표했고 가네카(Kaneka), 우베코산(Ube Kosan), JNC 등이 합류했다.
후탄도 니치이코가 수요 증가에 대비해 설비투자를 진행하기로 결정했다.
2021년 초까지 아이치(Aichi) 공장에 100만개 생산체제를 구축할 계획이며 장기적으로는 외부 위탁생산을 포함해 생산능력을 총 300만개로 확대하겠다는 목표를 세우고 있다.
악템라도 수요 증가에 대응해 증산을 준비하고 있는 것으로 알려졌다.

일본, 벤처기업도 치료제 개발 속속 참여
일본에서 벤처기업들이 코로나19 치료제 개발을 본격화하고 있다.
온코리스 바이오파마(Oncolys BioPharma)는 일본과 미국에서 특별허가를 받은 렘데시비르보다 항바이러스 활성이 강한 후보약품을 발견해 2021년 이후 임상시험 추진을 준비하고 있으며, 인터프로테인(Interprotein)은 AI(인공지능)를 활용해 바이러스 복제에 관여하는 효소를 억제하는 신약 후보를 최초 1800개 이상에 달하는 저분자 치료제 가운데 12개로 압축하는데 성공했다.
온코리스 바이오파마는 오랜 시간 HIV(에이즈) 치료제를 연구해왔으며 미국 제약기업에게 신약 후보를 도출한 경험이 있다.
HIV는 제약 메이저들이 백신 개발 프로젝트를 적극 추진하고 있으나 아직 실용화된 사례가 없다.
하지만, 치료제는 바이러스 증식을 억제하는 신약이 잇따라 등장하면서 배합제와 병용하는 치료법을 통해 혈중 바이러스양을 최대한 줄이는 것이 가능해지고 있다.
코로나19 역시 백신 개발이 활발히 이루어지고 있지만 온코리스 바이오파마는 백신 실용화까지 상당시간이 걸릴 것이라는 판단 아래 치료제 개발에 집중하고 있다.
2020년 3월 초부터 코로나19 치료제 연구를 시작해 2006년부터 공동으로 HIV 치료제를 연구해온 가고시마(Kagoshima)대학과 공유 중인 화합물 라이브러리와 바이러스를 반응시키는 스크리닝에 착수했고 렘데시비르보다 활성이 강하면서 바이러스 증식 억제 효과가 기대되는 후보 화합물을 여럿 발견하는데 성공했다.

현재 독성, 활성, 흡수성을 평가해 실용화가 유력시되는 후보를 좁히고 있으며 작용 메커니즘을 분석하고 있으나 새로운 메커니즘을 나타낼 가능성이 높은 것으로 알려졌다.
작용 메커니즘이 다른 렘데시비르와 함께 투약하면 더 효과적인 바이러스 증식 억제 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있으며, 분자량이 적어 경구약으로 제조할 수 있고 경증-중등증 환자까지 커버가 가능한 것으로 파악하고 있다.
2022년 이후 임상시험을 시작하며 일본 뿐만 아니라 미국에서도 시험을 추진할 방침이다.
인터프로테인은 단백질 상호작용(PPI)을 저해하는 저분자 치료제 개발 분야에서 강점을 나타내고 있는 벤처기업으로, 코로나19 치료제 연구를 위해서는 AL-guided INTENDO로 알려진 독자적인 기술을 응용하고 있다. 2월 말부터 드럭 리포지셔닝을 시작했다.
코로나바이러스 복제에 필수적인 효소 3CL 프로테아제에 주목하고 있으며 1800개 이상의 저분자 승인 치료제를 대상으로 해당 효소에 결합해 작용을 억제하는 신약 후보를 탐색해 12개까지 압축하는데 성공했다. 
다른 기관과 협력해 임상시험을 추진할 예정이며 성공하면 코로나바이러스 외의 바이러스와 박테리아 때문에 발생하는 감염증에도 적용하는 방안을 검토하고 있다.
인터프로테인은 코로나19 치료제로 개발이 진행되고 있는 항체의약품 악템라를 개발했던 오사카(Osaka)대학 관계자들이 중심이 돼 설립한 벤처기업이다. 
초창기에는 몸 안에 들어온 세균이나 해로운 물질을 면역계가 맞서 싸우도록 자극하는 단백질인 인터류킨6를 저해하는 저분자형 악템라 실용화를 목표로 했으나 2007년부터 저분자 치료제로 PPI 제어를 시도하고 나서면서 회사명을 변경했다.
AL-guided INTENDO 기술은 표적 후보 단백질의 결합 부위를 찾아낼 수 있는 인터프로테인의 기존 기술인 INTENDO를 바탕으로 또다른 벤처기업인 AI2의 AI를 융합해 탐색 효과를 개선했다.

기동력 뛰어나나 자금‧리소스 부족이 문제
핵산 의약품 벤처기업인 보낙(Bonac)은 코로나19 치료제 후보 합성에 성공해 2022년 임상시험에 돌입할 방침이다. 현재 유행하고 있는 코로나19가 아니라 변이하는 신흥 바이러스에도 모두 즉각 대응할 수 있는 기술이라는 점이 특징이다.
코로나바이러스는 유전정보를 보유하고 있으나 스스로 증식할 수 없는 RNA를 단백질 껍데기로 감싼 구조로 사람 세포에 침입해 RNA를 복제해 증식하며, 보낙의 핵산 의약품은 RNA 일부 영역에 결합해 증식을 저해하는 작용을 하고 코로나19 유전자 배열을 바탕으로 이미 약 50종의 후보약품을 합성한 것으로 알려졌다.
코로나19 치료약 개발을 통해 메커니즘을 입증할 수 있다면 앞으로 나올 신흥 바이러스에도 응용이 가능할 것으로 기대하고 있다.
원제는 스미토모케미칼(Sumitomo Chemical)을 통해 위탁생산하고 있으며 최근에는 임상시험을 위해 제약기업과 협의를 진행하고 있다.
펩티드림(PeptiDream)은 코로나19가 사람의 세포에 침입할 때 필요한 스파이크 단백질 일부에 결합하는 특수고리형 펩티드와 펩티드 약물 복합체(PDC) 등을 개발하고 있으며 미국 MSD와 코로나19 관련 공동 연구를 추진하고 있다.
벤처기업들은 기동력을 활용해 신약 개발을 적극화하고 있으나 자금력과 리소스가 충분하지 못하다는 한계에 부딪치고 있다.
온코리스 바이오파마는 임상시험을 시작하기 위해 최소 5억엔이 필요하고 정부 지원도 받을 수 있지만 이외에도 실용화 전까지 여러 방면에서 지원이 필요하다고 강조하고 있다.
임상시험을 진행하기 위해서는 후보물질을 양산화하는 것이 필수적이기 때문이다.
이에 따라 최근에는 대량 합성법을 개발하기 위해 원약 제조기술을 보유한 곳과 협력을 타진하고 있다.