차세대 바이오 의약품, 세포치료제 시장 현황과 전망

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1 차세대바이오의약품 세포치료제시장현황과전망 고은지윤수영 1. 바이오의약품시장의변화 2. 세포치료제의개념및개발현황 3. 참여기업현황 4. 해결해야할이슈들 5. 전망및시사점

2 요약 세포치료제 (Cell Therapy), 유전자치료제 (Gene Therapy) 는재조합단백질 (1세대), 항체 (2세대) 제품군을이을차세대바이오의약품으로일찍부터주목받아왔다. 세포치료제는살아있는세포를치료에이용하는것이다. 1990~2000년대에허가받은세포치료제는주로피부세포나연골세포를이용한피부재생 연골결손치료제였으나, 최근에는암, 퇴행성질환을타깃으로하는줄기세포및면역세포에대한연구가활발해지면서이들이개발의중심에자리잡고있다. 세포치료나유전자치료의경우기존의치료제보다근본적인치료가가능하므로암뿐만아니라신경퇴행성질환, 유전병등난치성질환의치료를가능하게할기술로기대되어왔다. 그러나그동안세포치료제나유전자치료제는연구개발과상업화에많은어려움을겪어왔다. 체내에서의효과발현미흡, 생명윤리와관련된이슈등이주된원인이었다. 그러나최근들어세포배양 조작기술, 유전자분석 조작기술등의발전으로기술적문제들이조금씩해결되고있다. 몇몇세포치료제 유전자치료제제품들이미국과유럽등지에서허가되면서제도적인면또한정비되는모습을보이고있다. 이러한분위기에서관련기업들의관심도늘어나고있어앞으로세포치료제나유전자치료제의허가사례는점차증가할것으로기대되고있다. 2016년말기준, 줄기세포치료제임상연구는전세계적으로 314건, 면역세포치료제 (CAR-T) 임상연구는 220건이등록되어있다. 줄기세포치료제의전세계허가현황을살펴보면파미셀, 메디포스트등국내기업의제품들이다수포진해있다. 미주나유럽에서승인된줄기세포치료제는아직그수가많지않다. 면역세포치료제의경우 2017년노바티스와카이트제약의제품들이연이어미국 FDA의승인을받으며시장을선점해나가는모습이다. 세포치료제시장이본격적으로성장해나가기위해서는기술및상업화측면에서해결해야할몇가지이슈가있다. 먼저현재까지허가된줄기세포치료제의경우직접적이기보다는간접적효능에의존한다는점이문제로지적되어왔다. 임상적용을확대하기위해서는작용기전을좀더명확히하는것이필수적이다. 최근진행되고있는유전자조작줄기세포치료제개발시도가하나의해결방안이될수있을것으로기대되고있다. 면역세포치료제의대표격인 CAR-T 치료제의경우, 심각한부작용을일으킬수있고, 대상적응증이혈액암에한정되어있다는점도문제로지적된다. 부작용을줄이는동시에환자수가많은고형암을대상으로한치료성과를얻는것이시장확대를위한관건이될것으로보인다. 세포치료제와관련한가장현실적인이슈중하나는의약품의가격이다. 이를해결하기위해서는치료과정을단순화시킬수있는, 연구-생산-시술이한곳에서가능한원스톱서비스모델등이요구되고있다. 근본적인문제해결을위해서는환자의세포가아닌타인의세포를이용한치료제개발이현실화되어야할것으로보인다. 또한비용부담을덜기위한다양한지불프로그램개발도기업과보험자가함께고민해나가야하는중요한과제다.

3 세포치료제는기존의약품과비교해가장 개인맞춤형 에근접한치료제라는점에서매우혁신적인제품이라고할수있다. 물론세포치료제시장을둘러싼이슈들은복잡하고대부분단기간내해결이쉽지않기때문에, 세포치료제제품들이항체의약품과같은상업적성과를이루어내기위해서는상대적으로더오랜시간이필요할것으로보인다. 그러나세포치료제는현재의기술장벽들이해결되고난이후에는급격히성장할수있는분야이며그파급력도매우클것으로기대된다. 세포치료제분야는신약개발을목표로하는제약바이오기업들의새로운성장돌파구로서의미가클것으로보인다. 현재글로벌차원에서절대적경쟁우위에있는기업들이극히소수라는점을볼때, 후발기업들도충분히진입할만한분야이다. 그러나병원시술과정이중심이되는세포치료제는기존의약품과는분명히다른사업모델을요구하고있다. 개발을염두에둔기업들은이러한점을명확히인지하고대비할필요가있다. 선도기업들의사례를보면연구개발에서판매마케팅에이르는모든단계에서관련된연구기관 기업 병원등과의협력을적극적으로추진하고있다. 세포치료제시장에서성공하기위해서는의사 병원뿐아니라기반기술을보유한연구기관, 재료 기기등연구개발인프라에해당하는주체등과의협력이매우중요한과제가될것이다.

4 1. 바이오의약품시장의변화 1980년대이후의약산업의성장은바이오의약품이이끌어왔다고해도과언이아니다. 유전공학기술기반의재조합단백질, 단일클론항체의약품등이차례로출시되며시장의규모도빠른속도로커지고있다. 시장조사전문기관인 QuintilesIMS의자료에의하면, 2016년기준전세계바이오의약품시장규모는약 2,320억달러로, 전체의약품시장의 25% 가량을차지하는수준으로성장했다. [1] 특히판매량이높은이른바 블록버스터 의약품들중에상당수의바이오의약품이포진하고있는데, 현재전세계적으로가장잘팔리는의약품 10개중 8개가바이오의약품인것으로나타나고있다 ( 차트 1 ). 이러한성장추세는앞으로도지속될것으로보인다. 최근몇년간새로운작용기전을갖는바이오신약들이다수허가되고있다는점이이를뒷받침한다. 1990년대많은단일클론항체제품들이등장한이후 2000년대를거치며신약승인건수는차츰줄어드는추세였으나, 2010년대이후다시증가하는모습을보이고있다 ( 차트 2 ). 최근의승인건수증가는면역항암제등의분야에서진행되어온그간의연구개발시도들의긍정적성과와 FDA의혁신신약허가지원제도도입 1 등신약개발에대한우호적인분위기에힘입은결과로보여진다. 글로벌매출 Top10 의약품 1 순위제품명판매기업 2016 매출 ($B) 구분 1 휴미라 (Humira) 애브비 (AbbVie) 16.1 단일클론항체 2 하보니 (Harvoni) 길리어드 (Gilead) 9.1 화학합성의약품 3 엔브렐 (Enbrel) 암젠 / 화이자 (Amgen/Pfizer) 8.9 융합단백질 4 리툭산 (Rituxan) 로슈 / 바이오젠 (Roche/Biogen) 8.6 단일클론항체 5 레미케이드 (Remicade) 존슨앤존슨 / 머크 (Johnson & Johnson / Merck) 7.8 단일클론항체 6 레블리미드 (Revlimid) 셀진 (Celgene) 7.0 화학합성의약품 7 아바스틴 (Avastin) 로슈 (Roche) 6.8 단일클론항체 8 허셉틴 (Herceptin) 로슈 (Roche) 6.8 단일클론항체 9 란투스 (Lantus) 사노피 (Sanofi) 6.1 재조합단백질 10 프리베나 (Prevenar 13) 화이자 (Pfizer) 5.7 백신 자료 : GEN(Genetic Engineering & Biotechnology News), 주 : 바이오의약품 바이오신약개발의흐름 흔히 1 세대바이오의약품 으로불리는재조합단백질의약품의경우 1980 년대에처 음으로출시되었으며현재는특허가끝나다수의복제제품이출시된상태이다. 재조 1 Breakthrough Therapy( 혁신치료제 ) 와같은프로그램이이에속한다. 8 페이지 Box 참조 LG 경제연구원 1

5 합단백질의약품은체내에서약효가짧다는 점이한계로지적되었기때문에, 기존에출시 된제품들은지속형 (long-acting) 기술 2 등을 기반으로한개량연구를통해시장에서의라 이프사이클을연장시키고있다. 재조합단백질의약품이후등장한제품이 2 세 대바이오의약품 으로불리는단일클론항체 (Monoclonal Antibody) 제품군이다. 앞의 < 차 트 1 > 에서도볼수있듯이이들은현재바이 오의약제품판매를선도하는제품군들이다. 단일클론항체의약품은암과류마티스관절염 등의질환에서 표적치료 를기반으로한혁신적성과를이뤄내며결과적으로바이 오의약시장의성장을이끌었다. 그러나이제는상당수의단일클론항체의약품들의 특허가만료되어유사한성분과효능을지닌바이오시밀러 (Biosimilar) 들이출시되 며점유율이변화하고있는중이다. 이에대응하기위해항체의약품또한다양한형 태로의개선을통해보다혁신적인치료효능을나타낼수있도록진화하고있다. 기 존단일클론항체의약품은다양한질환에서활용되기어렵다는점이한계로지적되 었는데, 이중항체 (Bispecific Antibody) 3, 항체 - 약물결합체 (ADC, Antibody Drug Conjugate) 4 등변형된항체의약품들이등장하며치료대상의범위와효과를높이 는방향으로점차개선되고있는중이다. FDA 신약승인건수 재조합단백질 (1 세대 ), 항체 (2 세대 ) 제품군을이어 차세대 라불릴수있는바이오의 약품은세포치료제 (Cell Therapy), 유전자치료제 (Gene Therapy) 등이될것으로예 상되어왔다. 세포치료나유전자치료의경우이론적으로볼때보다근본적인치료가 가능하므로암뿐만아니라신경퇴행성질환이나유전질환등난치성질환치료를가 능하게할기술로기대되어온것이사실이다. 그러나단백질기반제품들과달리세 포치료제나유전자치료제의경우연구개발과상업화에많은어려움을겪었다. 예를 들면체내주입시부작용, 체내에서의효과발현미흡, 생명윤리와관련된이슈등 이주된원인이었다. 그러나최근들어세포배양 조작기술, 유전자분석 조작기 술등이발전하면서기술적이슈들이조금씩해결되고있고, 몇몇세포치료제 유전 자치료제제품들이미국 FDA 나유럽 EMA 에서허가되면서제도적인부분또한정 '98 '00 '02 '04 '06 '08 '10 '12 '14 '16 자료 : Nature Biotechnology, ) NME, New Molecular Entities ( 신물질화학합성의약품 ) BLA, Biological License Applications ( 바이오의약품 ) 13 NME 1) 9 BLA 1) 2 PEGylation, Hydroglycosylation 등의기술이활용되며이렇게개량된제품들은체내에서약효가오래지속되므로투여횟수를줄일수있는장점이있다. 3 이중항체는두가지항원단백질을타깃할수있는항체이다. 암세포의진행에따라다양한변이가발생하는데이러한다양성에대응하기위해개발되었다. 4 항체 - 약물결합체는항체가암세포를사멸시킬수있는화학물질을운반하여암세포에도달하면화학물질을분리하여공격하도록하는원리에기반하여만들어진의약품이다. 2 LG 경제연구원

6 최근주목받고있는바이오의약품 3 차세대항체 구분개념특성 이중항체 (Bispecific Antibody) ADC (Antibody Drug Conjugate) 2 가지이상의항원을인식할수있는항체 항체 - 약물결합체 다수질병타깃이가능, 기존항체의약품대비대상질환다양 톡신 ( 강한암세포사멸 ) 과항체 ( 표적타겟팅 ) 의장점융합 시장규모 ('15) 1) 성장률 ('15~'20 CAGR) 1) $2.8B 13.1% RNA 치료제 유전자치료제 세포치료제 특정질병을일으키는단백질을 mrna 단계에서파괴하여합성을억제 유전물질 (DNA/RNA) 을체내에직접주입, 결핍및결함유전자를교정 줄기세포나면역세포를체외에서배양후 ( 필요시유전자조작 ) 체내에주입 항체대비작은크기로효과적인타겟팅가능 $1.0B 12.2% 가장근원적인질병치료법 $0.6B 26.0% 재생의료관점에서난치퇴행성질환치료가능 1) 차세대항체, 유전자치료제, 시장규모및성장률수치는 Technavio, RNA 치료제는 Marketandmarkets, 세포치료제는 Frost & Sullivan 참조 $4.0B 20.1% 비되는모습을보이고있다. 이러한분위기에서관련연구기관및기업들의투자와관심도늘어나고있어앞으로세포치료제나유전자치료제의허가사례는점차증가할것으로기대되고있다 ( 차트 3 ). 물론세포치료제나유전자치료제의경우현재까지의기술기반으로보면기존의항체기반항암제들처럼전체의약시장의흐름을바꾸는수준으로단기간내성장해나가기는쉽지않을것으로보인다. 하지만효능의혁신성만을고려한다면, 세포치료제나유전자치료제분야는향후의료의패러다임을바꿀수있는중요한기술로그역할이매우기대되는분야이다. 이글에서는이중세포치료제 ( 유전자를조작한세포치료제포함 ) 분야를중심으로, 현재까지의개발동향과앞으로의발전가능성을조망해보기로한다. 2. 세포치료제의개념및개발현황 (1) 개념및유형세포치료제는살아있는세포를치료에이용하는것이다. 특정질환의치료에살아있는세포가직접적으로이용되기시작한사례는 1900년대초반으로거슬러올라가는데, 수혈과골수이식시술이대표적이다. 이후유전공학과세포배양기술등의발달을통해세포치료제가타깃하는대상과질환의종류가다양해지면서, 세포치료제의 LG 경제연구원 3

7 세포치료제의개념 4 살아있는세포를배양하여환자에투여하는치료제 살아있는자가, 동종, 이종세포를체외에서배양, 증식하거나선별하는등물리적, 화학적, 생물학적방법으로조작하여제조하는의약품 세포치료제 (ex vivo ( 유전자조작없음 ) 유전자조작 ) 유전자치료제 (in vivo 유전자조직 ) 치료효과가있는유전자를직접환자에투여하는치료제 환자의결핍및결함유전자를교정, 교체및증폭시켜질병을치료하는의약품 자료 : FDA 및식약처가이드라인참조 치료효과가있는유전자를생체외 (ex vivo) 에서세포에도입시켜환자에투여하는치료제 세포치료제에포함되기도하고, 유전자치료제에도포함되는개념 의학적중요성또한높아지고있다. 세포치료제와유전자치료제는이용되는재료가다르다는점에서엄연히구분이되지만, 유전자치료의매개체로세포를이용하는기술이개발되면서이둘을어떻게구분할지판단이어려운경우가발생한다. 좀더자세히설명하면유전자를직접적으로체내에주입하여 (in vivo 방식 ) 치료의효능이발휘되는경우는유전자치료제로세포치료제와는다른개념이다. 그러나 CAR-T 세포치료 5 에서처럼 T세포가운반하는 CAR 유전자부위가실질적인치료역할을하는경우는세포치료제로도, 유전자치료제로도볼수있다. 따라서학계에서는이를 세포유전자치료제 등으로부르기도하는데, 본보고서에서는기술과제품의성격을좀더포괄적으로나타내는명칭인 세포치료제 로통일해설명하기로한다 ( 차트 4 ). 세포치료제에쓰이는세포의종류는크게줄기세포와면역세포, 피부세포 연골세포등으로나뉜다. 분화의관점에서보면줄기세포 ( 미분화된세포 ), 면역세포 피부세포 연골세포 ( 분화된세포, 즉체세포 ) 로나눌수있다. 줄기세포는배아줄기세포, 역분화줄기세포 (ips 6 ), 성체줄기세포로나뉘며, 면역세포는수지상세포, T세포등으로구분된다 ( 차트 5 ). 유전자조작유무기준으로분류해보면, 치료효능을발휘할수있는세포를체내에단순주입하는경우와, 체외에서의유전자조작을통해 (ex vivo 방식 ) 체내로주입된세포로치료효능을발휘하도록하는경우로구분된다. 최근에는좀더근본적인치료가가능하고, 표적치료의성격에가까운유전자조작기반세포치료제연구가힘을얻고있는것으로보인다. 5 CAR-T 세포치료제는면역세포인 T 세포에 CAR(Chimeric Antigen Receptor) 라는항원수용체를결합하여만들어진다. CAR 는암세포표면에서발현되는특정항원과결합하는수용체를말한다. 6 Induced Pluripotent Stem Cells, 피부세포와같은체세포에역분화를유도하는유전자를도입해만든세포이며, 다양한조직이나장기의세포로분화하고무한대로증식할수있는특징이있다. 4 LG 경제연구원

8 세포치료제의유형 5 줄기세포 면역세포 체세포 배아줄기세포 (Embryonic Stem Cells) 역분화줄기세포 (ips 1 ) 종류세부유형예시적용질환예시 성체줄기세포 (Adult Stem Cells) T 세포 (T cells) 자연살해세포 (NK cells 7 ) 수지상세포 (Dendritic cells) - 조혈모줄기세포 (HSC 2 ) - 중간엽줄기세포 (MSC 3 ) - 종양침윤 T 세포 (TIL 4 ) - CAR 5 -T 세포 - TCR 6 -T 세포 - CAR-NK 세포 - 유전자조작수지상세포 - 심혈관질환 - 척수손상 - 관절염, 당뇨 - 백혈병, 림프종 - 간암, 폐암, 전립선암 - 자가면역질환 피부세포 (Epidermal cells) - 표피, 진피세포 - 피부화상, 흉터 연골세포 (Chondrocytes) - 퇴행성관절염 1) induced Pluripotent Stem Cells 2) Hematopoietic Stem Cell, 혈액과면역세포로분화되는줄기세포 3) Mesenchymal Stem Cell, 근육, 뼈, 지방등의중간엽조직으로분화되는줄기세포 4) Tumor Infiltrating Lymphocytes, 암세포주변에모여있는림프구 5) Chimeric Antigen Receptor 6) T Cell Receptor 7) Natural Killer cells, 외부바이러스나암세포를공격하는면역세포 치료에활용되는세포기준으로보면, 초기에허가받은세포치료제는주로피부세포나연골세포를이용한피부재생 연골결손치료제였으나, 최근에는암, 퇴행성질환을타깃하는줄기세포및면역세포에대한연구가활발해지면서혁신적인연구결과들이발표되고있다. 이하에서는이미범용화된치료제라할수있는피부 연골세포등은제외하고줄기세포와면역세포분야에서의연구개발동향을중심으로살펴본다. (2) 세포치료제개발현황 1 줄기세포치료제인체의세포는종류에따라차이가있지만정해진수명이존재한다. 결국일정시간이지나면제역할을다한후소멸하게되는데, 이렇게부족해지는세포를끊임없이만들어내는역할을하는것이줄기세포이다. 간단한예로상처가아물게되는것도이러한줄기세포덕분이라고할수있다. 그러나모든장기에줄기세포가존재하는것은아니고, 뇌 척수신경, 심장근육등에는줄기세포가없기때문에한번손상을입게되면회복하기어렵다. 따라서이론적으로볼때위와같은부위에줄기세포를인공적으로주입해서손상된세포와조직을복구해줄수있다면신경퇴행성질환치료, 손상된장기복구가현실적으로가능해지는것이다. 줄기세포는이처럼마땅한의학적수단이없는질환의치료에서획기적인대안을제시한다는점에서, 등장초기연구자들에게매우혁신적인치료제로여겨졌으며, 의료계뿐아니라일반대중들의 LG 경제연구원 5

9 큰관심을받았다. 하지만현재줄기세포치료제연구는초기의기대와는달리조금느린속도로진행되고있다. 줄기세포연구가갖는특수성 ( 재료확보의어려움등 ) 과기술적난이도 ( 고도의세포추출및배양기술등 ) 때문에전세계적으로상업화사례는소수에불과하다. 줄기세포치료제는앞서언급한대로배아줄기세포와성체줄기세포, 역분화줄기세포로나뉘는데이중다양한종류의세포로분화할수있는능력을보유한, 가장분화능이탁월한세포는배아줄기세포이다. 그러나배아줄기세포는분화조절이어려워암세포로될가능성이높고, 수정란을파괴해서얻는다는점에서연구윤리에대한이슈가끊임없이제기되었다. 반면성체줄기세포의경우신체의각조직에존재하는줄기세포로배아줄기세포에비해암세포가될가능성이낮고연구윤리에대한이슈가거의없지만, 연골등특정조직으로만분화가가능하고, 체내에존재하는양이매우적어대량생산이어렵다는점이문제로지적되어왔다. 이러한문제점을해결하기위해등장한것이역분화줄기세포 (ips) 로, 배아를사용하지않고도다양한종류의세포로분화가능한능력을보유하도록한세포이다. ips는배아줄기세포의연구윤리이슈를극복한혁신적시도로평가되고있다. 이처럼각각의줄기세포가갖는특성을고려하여다양한목적의임상연구가진행되고있다. 1999년첫상업적임상연구가시작된이후로 2016년말기준줄기세포치료제의임상연구는전세계적으로 314건이등록되어있는것으로나타났다. 현재는추출과조작이상대적으로용이한성체줄기세포연구가가장비중이높으며배아줄기세포에대한연구는 2010년 FDA에서공식적으로허가 7 한이후진행중이기는하나아직소수에불과하다. 적응증별로보면신경계질환-근골격계질환-심장질환연구의순으로비중이높은것으로나타나고있다. 임상연구초기에는심장 혈관질환연구비중이높았으나점차감소하고있으며, 대신신경계질환, 면역질환등의연구비중이늘어나고있다. [2] 2 면역세포치료제면역세포치료제는 T세포와같은면역세포를치료에직접사용하며, 환자의면역체계를활성화시킨다는점에서새로운작용기전으로주목받고있다. 특히암과면역질환의치료에서혁신적인효과를보여주고있으며, 부작용측면에서도기존항암요법대비우수한것으로평가되고있다. 항암적응증의면역세포치료제는면역항암요법유형중하나라고할수있는데, 면역항암요법은화학요법 (Chemotherapy), 방사선치료, 표적치료제등기존의암치료법대비탁월한효능을보이며최근바이오신약개발붐의중심에있는영역이다. 기존항암요법의경우표적항암제라하더라도체 년 10 월세계최초로美 Geron 社가척추손상환자를대상으로한배아줄기세포임상을 FDA 로부터허가받았다. 6 LG 경제연구원

10 내에서의반감기가짧아지속적인치료가필요하고, 수명연장효과가제한적이라는단점이있었다. 그러나면역요법인 CAR-T 세포치료는혈액암의경우암세포를완전히소멸시키는능력으로완치판정가능성을높이는혁신적인결과를보여주었다. 8 또한면역세포치료제는기존화학요법이나항체의약품에비해암세포에특이적으로작용하여암세포만공격하고암세포가아닌정상세포를공격하는경우가드물기때문에, 항암치료의부작용을대폭완화시킬것으로기대되고있다. 줄기세포와마찬가지로면역세포치료제연구도유전자편집 엔지니어링기술의발전에힘입어진화하고있다. 면역세포에도입되는유전자부위는타깃에따라변형가능하므로, 이론적으로볼때다양한암종의치료로확대해나갈수있다는것이장점으로꼽히고있다. 최초로 FDA에서허가된면역세포치료제인수지상세포치료제 ( 제품명 Provenge, 美 Dendreon 社 9 가개발 ) 의경우는혁신적인작용기전으로주목받았으나, 높은치료비용부담등으로인해판매가저조했다. 현재면역세포연구는 T세포, NK 세포 10 등을중심으로전개되고있는데, 외부유전자조작을통해 T세포 ( 혹은 NK세포 ) 를변형시키고이세포를체내에재투여하는유전자조작세포치료제가주로개발되고있다. T 세포를중심으로설명하면크게 2가지종류인데 TCR 11 -T 세포와 CAR-T 세포가이에해당한다. TCR-T 세포의경우 2006년미국립암센터 (NCI) 의연구진들이전이성흑색종환자를대상으로한연구에서치료성과를거두면서주목을받았다. 이후에등장한 CAR-T 세포치료는 2017년 8월노바티스 (Novartis) 의제품이최초로 FDA에서허가되면서큰관심을불러일으킨기술이다. CAR-T 세포치료는특히혈액암의치료에서뛰어난임상결과를보여주고있으며, CAR 부위가갖는신호전달시스템을통해암세포를살상하는효능이즉각적으로증강되는메커니즘으로작동한다. CAR 부위는 2세대, 3세대등을거치며타깃항원을다양화하고부작용을감소시키는방향으로변형, 개발되고있다. 면역세포치료제중가장임상적으로활발한연구가진행되고있는 CAR-T 치료제의경우, 2016년말기준, 전세계적으로 220건이등록되어있다. 그중 188개가현재진행되는연구로파악되는데, 임상 1상 12 의연구가 128건으로가장높은비중을차지하고있으며, 거의대부분의연구가암치료를타깃으로하여진행되고있다. [3] 년펜실베니아대학의연구에서 CAR-T 세포치료제 ( 이후노바티스가킴리아로상품화한물질 ) 를투여받은 6 세아동은 2017 년현재까지생존해있다. 9 Dendreon 은 Provenge 의판매저조로 2014 년파산했고 2015 년초캐나다제약사인 Valeant 에인수되었다. 10 Natural Killer cell, 외부바이러스나암세포를공격하는면역세포 11 T Cell Receptor, 종양특이적인항원펩타이드 (peptide) 를인지하는역할을한다. TCR-T 세포치료에서는 T 세포추출후 TCR 을종양특이적으로반응하도록유전자를설계한후이를 T 세포내에도입하고, 이후 TCR 이세포표면에발현하도록한다. 12 의약품의임상개발단계는 1,2,3 상으로나뉘는데, 임상 1 상은비임상시험을통해안전하다고판단되는신약후보물질을사람에게처음으로투여하는시험이다. 임상 2 상은치료효능을확인하는유효성평가가중심이된다. 임상 3 상은보다대규모의환자군을대상으로유효성과안전성에대해모두확인하는시험이다. LG 경제연구원 7

11 세포치료제관련규제및허가정책 세포치료제의잠재적가능성에도불구하고살아있는세포가주재료가된다는근본적특수성때문에, 세포치료제의초기연구부터생산, 허가에이르는전체적인절차에걸쳐까다로운규제를받게된다. 먼저세포치료제를규정하는범위를명확히하고있다. 한국식약처의예를들면, 세포치료제는살아있는자가 동종 이종세포를체외에서배양 증식하거나선별하는등물리적, 화학적, 생물학적방법으로조작하여제조하는의약품으로정의하고있다. 미국과유럽에서도세포치료제는의약품으로관리되고있다. 비임상시험 ( 동물실험 ), 임상시험, 생산단계에서각각특별한관리기준을제시하고있다. 비임상에서는전통적 PK(Pharmacokinetics, 약물동력학 ) 시험수행이어렵기때문에, 동물에서의투여용량을기반으로한임상시험용량설정이불가능하다. 따라서세포치료제에특이적인생체분포시험법등을개발하는것을권장하게된다. 임상시험에서도세포치료제는안전성과활성측정을위한새로운시험법이요구되며, 기존의약품과달리투여를위한특수기구나새로운시술법, 보조요법등이필요하므로이들에대해서도추가적인검토기준을적용받게된다. 생산단계에서는배양과정에서의오염및변이가능성차단, 충분한양의세포수확등수율 관리, 보관및수송과정에서의조건유지등기존단백질제품보다훨씬까다로운관리가요구된다. 허가단계에서는안전성과유효성을확보했는지에대해임상자료를기반으로한엄격한심사가이루어지는데, 각국에서는세포치료제가갖는혁신성, 시장에서의니즈등을고려하여다양한경로의허가프로그램을적용하고있다. 대표적인것이미국 FDA의 혁신치료제 (Breakthrough Therapy) 프로그램이다. 이는심각한질환의치료에쓰이고기존의약품대비혁신적인효능을나타내는약물에대해안전성과잠재적효능이확인되면특별히허가하는프로그램이며, 임상 2상까지의결과를바탕으로승인을허가하는제도이다. 2017년 8월최초로승인된 CAR-T 세포치료제가이프로그램에지정되어허가를받았다. FDA에서는 2017년 11월세포치료제를포함한혁신적인재생의약품에대해새로운정책가이드라인을발표하기도했다. 국내에서도 조건부허가프로그램 을통해세포치료제의신속한허가를지원하고있다. 임상시험 2상결과를바탕으로조건부허가가이루어지게되며, 허가후일정기간동안 3상임상시험을수행한후그결과를제출하여심사받도록하고있다. [2] 3. 참여기업현황 (1) 줄기세포치료제 줄기세포치료제허가현황을살펴보면파미셀, 메디포스트등국내기업의제품들이다수포진해있는것을알수있다. 미주 유럽에서승인된줄기세포치료제로는오시리스제약 (Osiris Therapeutics) 의프로키말 (Prochymal), GSK의스트림벨리스 (Strimvelis) 등을들수있다 ( 차트 6 ). 오시리스제약은 1992년에설립된줄기세포기술기반의바이오기업이다. 2008년에바이오기업젠자임 (Genzyme) 과줄기세포치료제의개발및상업화를위한전략적파트너십을체결하는등활발한모습을보였으나, 젠자임이사노피 (Sanofi) 에인수된후파트너십은파기되었고, 2012년에오시리스단독으로프로키말의캐나다 8 LG 경제연구원

12 뉴질랜드허가를획득하였다. 이후 2013년, 오시리스는메조블라스트 (Mesoblast) 에프로키말을포함한중간엽줄기세포사업을이관하였다. 메조블라스트는 2004년호주에서설립된세포치료제개발기업이다. 메조블라스트는중간엽계통세포 (MLC 13 ) 관련기술을기반으로 3개의중간엽전구세포, 1개의중간엽줄기세포 R&D 파이프라인을보유하고있다. 오시리스제약으로부터인수한프로키말은이식편대숙주질환 (GvHD 14 ) 에사용되는데, 기존치료제인스테로이드는치료성공률이 30~50% 수준이며, 프로키말은스테로이드로치료에실패한환자들을대상으로 61~64% 의치료성공률을보였다. [4] 프로키말의가격은약 2억원 (20만달러 ) 수준이며, 현재캐나다, 뉴질랜드, 일본에서판매중이다. 세포치료제허가예시 6 줄기세포치료제 면역세포치료제 한국 허가국제품 ( 허가기업 ) 캐나다 / 뉴질랜드 / 일본 이탈리아 유럽 한국 미국 자료 : 국가항암신약개발사업단, 생명공학정책연구원등 하티셀그램 -AMI( 파미셀 ) 카티스템 ( 메디포스트 ) 큐피스템 ( 안트로젠 ) 뉴로나타 -R( 코아스템 ) 프로키말 (Osiris Therapeutics) 홀로클라 (Chiesi) 스트림벨리스 (GSK) 이뮨셀 -LC( 녹십자셀 ) 크레아박스 -RCC(JW 크레아젠 ) NKM( 엔케이바이오 ) 프로벤지 (Dendreon) 킴리아 (Novartis) 예스카타 (Kite Pharma) 2016년유럽에서허가받은스트림벨리스 (Strimvelis) 는아데노신탈아미노효소결손에의한중증복합면역결핍증 (ADA-SCID 15 ) 이라는희귀병에사용된다. 환자본인의골수에서추출한조혈모줄기세포에아데노신탈아미노효소유전자를적용한후다시투여하는형태로, 유전자를도입한최초의줄기세포치료제로평가되고있다. 스트림벨리스의가격은약 7억원 (59만 4천유로 ) 으로책정되었다. 스트림벨리스는 SR-Tiget 16 연구소에의해 R&D가시작되었으며, GSK는 2010년협업계약을통해 R&D 및상업화에참여하게되었다. GSK는 SR-Tiget과의협업하에 6개의줄기세포유전자치료제파이프라인을보유중이며, 어댑티뮨 (Adaptimmune) 과의협업하에면역세포치료제인 TCR-T 치료제도연구중에있다. 글로벌매출규모상위권의제약바이오기업들은 2010년전후로줄기세포치료제연구에관심을보이고투자를시작했으나이후투자규모를줄이고관망세로돌아서는추세이다. 매출규모세계 1위제약바이오기업 [5] 인화이자 (Pfizer) 의경우 2008년줄기세포치료제연구를위해재생의료부서를신설하고, 다음해줄기세포치료제개발을위한협업계약들을체결하였다. 그중유니버시티칼리지런던 (University 13 Mesenchymal Lineage Cell. MLC 에는중간엽전구세포 (MPC, Mesenchymal Precursor Cell) 와중간엽줄기세포 (MSC,Mesenchymal Stem Cell) 가있다. 상처및염증등을인지하여생장인자 / chemokine/ 효소등의바이오분자를분비함으로써신체조직의성장과재생을촉진한다. 14 Graft-versus-Host Disease. 골수이식을받은환자들에게주로발병하며발병시사망률이 80% 에이른다. 15 Severe Combined Immunodeficiency due to Adenosine Deaminase deficiency. 아데노신탈아미노효소는림프구생성에관여하므로, 이효소가결핍된소아들은면역반응이제대로기능하지못한다. Bubble boy syndrome 으로도불린다. 16 San Raffaele Telethon Institute for Gene Therapy 년에이탈리아의텔레톤재단과오스페달산라파엘병원의협업에의해설립된연구소로유전병치료를위한세포 유전자치료제연구에주력하고있다. LG 경제연구원 9

13 College London) 과협업한황반변성줄기세포치료제는현재임상 1상이진행중이다. 그러나애써시스 (Athersys) 와체결한줄기세포치료제멀티스템 (Multistem) 에대한개발 상업화협업은, 2014년에발표된염증성장질환에대한임상 2상결과에서충분한효능을밝히지못함에따라중단되었다. 화이자는이후 2014년에 CAR-T 치료제개발기업인셀렉티스 (Cellectis) 와최대 28억달러규모의 R&D 협업계약을체결하는등면역세포치료제개발에관심을보이고있다. 세계 2위제약바이오기업 [5] 인노바티스 (Novartis) 는 2014년세포 유전자치료부서를신설하는등줄기세포치료제와면역세포치료제 R&D에큰관심을보였다. 그러나 2016년이부서를해체하고줄기세포치료제개발관련협업과파이프라인을중단하는등줄기세포치료제개발에는거리를두는모습을보였으며, 현재는면역세포치료제 R&D에집중하고있는모습이다. (2) 면역세포치료제 (CAR-T) 대표적인면역세포치료제인 CAR-T 개발의선두주자로는노바티스와카이트제약 (Kite Pharma), 주노제약 (Juno Therapeutics), 블루버드바이오 (Bluebird Bio) 등을들수있고, 동종 CAR-T를개발중인셀렉티스도큰주목을받고있다. 이중노바티스와카이트제약은각각 2017년 8월과 10월에미국 FDA의허가를받아출시를준비중이다 ( 차트 6 ). 노바티스는세계최초로 CAR-T 치료제킴리아 (Kymriah) 의 FDA 허가를획득하였다. 킴리아는펜실베니아대학의칼준 (Carl June) 교수가개발한 CAR-T 치료제로, 노바티스는 2012년글로벌 R&D 및상업화계약체결을통해킴리아를확보하였다. 킴리아는우선적으로소아청소년 17 재발 난치성 B세포급성림프구성백혈병 (ALL 18 ) 을대상으로허가를받았는데, 임상시험에서 3개월내 83% 의완전관해율 19 을보였다. [6] 킴리아의가격은약 5억원 (47만 5천달러 ) 으로책정되었다. 노바티스는항암제분야의강자로, 약 20종의항암제를판매중이고, CAR-T 5종을포함한 50여종의항암제 R&D 파이프라인을보유하고있다. [7] 2009년설립된카이트제약은면역세포치료제개발에집중하는바이오기업이며, 노바티스에이어세계에서두번째로 FDA로부터 CAR-T 치료제예스카타 (Yescarta) 의허가를받았다. 예스카타는비호지킨림프종의일종인재발 난치성거대 B세포림 세이하의성인까지를대상으로한다. 18 Acute Lymphocyte Leukemia. 소아암중가장발병율이높은암으로, 기존항암요법으로치료가안되거나재발되는비율은 15~20% 에이른다. 노바티스는성인재발 난치성미만성거대 B 세포림프종 (DLBCL) 에대해서도허가를준비하고있다. 19 완전관해율 (Complete Response) 은질병에대한모든임상적증거가사라진비율, 즉완치비율을말한다. 부분관해율 (Partial Response) 은 30% 이상의종양이감소된비율을뜻한다. 10 LG 경제연구원

14 프종 20 을적응증으로한다. 2회이상의항암치료에실패한재발 난치성림프종환자의경우기존치료법으로치료시 6개월후의완전관해율이 7% 에불과하지만, 예스카타투여시 51% 의완전관해율을보였다. [8] 예스카타의가격은약 4억원 (37만 3 천달러 ) 으로정해졌다. 카이트제약의성과는미국국립암센터 (National Cancer Institute) 를비롯한다수의연구기관및기업과의협업을기반으로한다. 카이트는이미허가받은예스카타외에도예스카타의업그레이드버전의 CAR-T 치료제를포함한 10여종의 R&D 파이프라인을보유하고있다. 예스카타의허가직전인 2017년 8월, 길리어드제약 (Gilead Sciences) 은카이트제약을약 12조원 (119억달러 ) 에인수하기로했다고발표했다. 길리어드는 C형간염및 AIDS 치료제등항바이러스약품분야의강자로빠르게성장한제약바이오기업으로, 이번인수를통해항암제분야에서의지위도확보하게되었다. 노바티스와카이트의 CAR-T 치료제는환자본인의 T-세포를채취하여유전자조작후다시본인에게주입하는자가 (autologous) 세포치료제로, 단한명만을위한맞춤치료제인만큼치료단가가매우높고세포채취 ~ 치료제생산 ~ 투여까지긴시간이걸리는단점이있다. 셀렉티스는이러한단점을극복하기위해대량생산 보관하여가격을낮추고필요시바로사용할수있는동종 (allogenic) CAR-T 치료제를연구중인기업으로주목받고있다. 셀렉티스는 1999년에설립된바이오기업으로, 유전자편집 엔지니어링역량을이용하여면역반응을없앤동종 CAR-T 치료제를개발중에있다. 셀렉티스는파스퇴르 (Pasteur) 연구소및미네소타 (Minnesota) 대학으로부터유전자편집기술을비롯한다수의특허에대한독점권을받았다. 셀렉티스는자가 CAR-T 치료제에비해크게낮은비용으로동종 CAR-T 치료제를생산할수있다고발표하였으며, 화이자및세르비에 (Servier) 등대형제약바이오기업들과최대 39억달러규모의 R&D 및상업화협업계약을체결하였다. 화이자및세르비에와의협업하에셀렉티스는 2016~2017 년에걸쳐두개의제품에대해총 4건의임상시험을시작하였으며 21, 추가로 3개의 R&D 파이프라인을보유하고있다. 20 미만성거대 B 세포림프종 (DLBCL), 원발성종격동거대 B 세포림프종 (PMBCL), 변형된여포림프종 (TFL) 등을포함한다. 21 이중한개제품 (UCART123) 에대한두건의임상시험은현재부작용발생으로중단된상황이다. 셀렉티스는용량조정등프로토콜을수정하여임상시험을재개하기위해준비중이라고발표했다. [9] LG 경제연구원 11

15 4. 해결해야할이슈들 (1) 안전성및효능측면 배아줄기세포및역분화줄기세포기반줄기세포치료제의경우, 체내증식및변형의 가능성이주요이슈로거론되고있다. 체내에서오랫동안잔존하고증식하면서암세 포로변형되거나, 타세포들의암성변화를촉진할가능성이있고, 투여후의도하지 않은신체부위로이동하여원하지않는세포로분화될가능성도배제할수없다. 역 분화줄기세포의경우외래유전자도입으로인한안전성이슈도존재한다. 그러나성 체줄기세포, 특히주로연구되고있는중간엽줄기세포의경우상대적으로안전성이 높은것으로판단되고있다. 현재까지소개된줄기세포치료제들은대부분명확한작용기전을디자인하기보다는 주변의세포와조직에다양한활성물질을분비하는파라크린효과 (Paracrine Effect) 등간접효과에의존하는경향이있다. 즉, 체내에서어떻게생착이되고어 떻게분화가되어작용하는지명확한기전을과학적으로설명하기어렵고, 효과또한 즉각적이지않아의료계의완전한신뢰를얻기에는한계가있었다. 따라서임상적용 을확대하기위해서는이러한이슈의해결이필수적인데, 최근진행되고있는유전자 조작줄기세포치료제개발등의시도가하나의해결방안이되어줄수있을것으로 기대하고있다. CAR-T 치료제의경우사이토카인신드롬 (CRS) 22 과신경독성 23 등생명을위협하는 부작용을일으킬수있다. FDA 는킴리아및예스카타의제품라벨에 CRS 및신경독 성부작용에대해명시하고있다. 또한위험성평가및완화프로그램 (REMS 24 ) 을통 해의료진에게투약과관련된부작용및대응방안에대해교육하고, 사전에공인된 의료기관에서만제품을투여하도록하였다. 카이트제약에따르면, 임상경험이축적됨에따라 CAR-T 치료제의치명적부작용 인 CRS 를더빨리감지하고항체나스테로이드투여등의적절한대응을취할수있 게발전되고있으며, 또한 CRS 나신경독성이일어날확률이더높은환자군들을미 리예측할수있는바이오마커를찾아내기위해연구중이라고한다. [10] 카이트외에도여러기업및연구기관에서 CAR-T 의부작용을줄이는동시에효과 를높이기위한다양한방법들을시도하고있다. CAR-T 치료제의용량을여러번에 22 Cytokine Release Syndrome. 사이토카인신드롬은 CAR-T 에의해면역반응이활성화되면서사이토카인이혈액으로유입되어발열, 저혈압, 빈맥등을일으키는부작용으로심한경우부정맥, 심장마비, 신기능부전등으로진행될수있다. 23 두통, 현기증, 실어증, 뇌병증, 간질등을일으킬수있다. 24 Risk Evaluation and Mitigation Strategy 12 LG 경제연구원

16 나눠주입하는방법, CAR-T 세포중특정종류만선택하거나종류별비중을조절하는방법, CAR-T 세포가심한부작용을일으킬때그기능을끌수있는자살스위치를프로그래밍하는방법등을예로들수있다. CAR-T 치료제의적응증이고형암보다환자수가더적은혈액암에한정되어있는것도해결되어야할이슈이다. 2016년말기준총 220건의 CAR-T 치료제임상시험중 133건이혈액암, 78건이고형암을적응증으로한다. 혈액암치료제들은 CD19, CD20 등 17종의항원을타깃으로하고있으며, 고형암치료제들은그보다많은 22 종의항원 (CEA, Mesothelin 등 ) 을타깃으로하고있다. [3] 그러나노바티스와카이트의혈액암치료제허가에서확인한바와같이혈액암을대상으로한 CAR-T 치료제는높은효과를입증하고있지만, 고형암에있어서는아직만족할만한성과가도출되지못하고있다. CAR-T 치료제가효과적으로암세포만공격하도록하기위해서는정상세포에는존재하지않으면서모든종양세포에는존재하는항원을찾아내고, 또치료제가그항원에정확히도달하게하는것이관건이다. 혈액암의경우 CD19, CD20 등의항원이종양세포에특이적으로분포하는경우가많고주입된 T 세포가종양세포에도달하기도쉬워더높은성과를얻는것으로보인다. 그러나고형암의경우지속적인변이를거쳐암세포간이질성이커서공통된항원을찾아내기도어렵고, 치료제가종양세포에도달하기도더어려워성과를얻는데어려움을겪고있다. 현재고형암에서의효과를높이기위한다양한노력이시도되고있는데, 동시에여러개의항원을타깃해서그항원들이모두존재하는암세포만공격하게하는방법, 암세포를둘러싸고있는기질을공격하는 CAR-T를같이투여하는방법등이시도되고있다. (2) 상업화측면세포치료제를둘러싼가장민감한이슈중하나는의약품의가격이라고할수있다. 항체등바이오의약품의가격이원래합성의약품에비해고가이긴하지만줄기세포치료제나면역세포치료제는기존제품의가격범위를훨씬뛰어넘는수준에서형성되고있다. 앞서언급한노바티스킴리아의예를들면치료제가격은 47만 5천달러로책정되었지만, 치료에필요한제반비용 ( 입원료, 부작용발생방지를위한처치료등 ) 을모두포함하면총 100만 ~150만달러에육박할것으로예상되고있다. [11] 줄기세포치료제의경우도유전자조작을한경우는면역세포치료제와마찬가지의제조및시술과정을거쳐야할것으로보여고가의가격책정이불가피하다. 유전자조작을하지않는줄기세포치료제의경우도기존치료제나수술등과비교해저렴하지않 LG 경제연구원 13

17 은것으로알려져있다. 25 세포치료제비용이비싼이유는철저히 환자맞춤형 으로만들어지고시술하는과정이복잡하고까다롭기때문이다. CAR-T 치료제인킴리아의예를들면, 우선병원에서환자로부터 T세포를채취해냉동보관한뒤기업 ( 노바티스 ) 연구소로보내면여기에유전자조작 (CAR 도입 ) 을시행하여 CAR-T 세포를만들고, 이를대량배양시킨다. 이후다시냉동보관된 CAR-T 세포는환자가있는병원으로운반되고이를해동하여환자에게주입하게된다. 26 줄기세포의경우도마찬가지로대부분자가세포를이용하며 27, 추출후 48시간이내에환자에주입해야하는등까다로운시술과정을거친다. 이러한과정을통해볼때각단계별로매우고도화된기술과역량이요구된다고할수있다. 먼저 FDA의까다로운 GMP 28 기준을통과한생산시설에서충분한양의세포가생산되어야하며, 전문적인물류업체를통해냉동운반되어야하고, FDA에서공인된치료센터 29 에서숙련된전문가의주도로시술이진행되어야하는것이다. 상업화과정에드는비용또한막대한수준으로될수밖에없어개발기업의부담도높다. 30 따라서치료과정을단순화시켜신속히치료가이뤄지게하기위해서는, 환자가있는병원과기업의연구소, 생산시설이한장소에모여이른바콤플렉스 (complex) 를이루고이안에서치료용세포를추출 조작하여환자에게바로주입할수있는시스템을갖추는것이이상적이다. 이미미국의메모리얼슬론케터링암센터 (MSKCC) 등에서이러한시스템을구축하고있는것으로보인다. 또한자가세포를이용한치료제개발시원가를높이는주요한원인중하나는전문인력에의한정교한수동작업이필요하다는점때문인데, 일부과정을자동화시켜제조에걸리는시간을단축시키고자하는시도도활발히진행되고있다. 좀더근본적인문제해결을위해서는, 환자의자가세포가아닌동종세포를이용한 off-the-shelf( 기성품 ) 치료제의개발이시급하다는것이전문가들의의견이다. 자가세포를이용하는경우는대량생산해서범용으로쓸수없지만, 동종세포를이용하면좀더저렴한가격에공급할수있는장점이있다. 동종세포치료제는건강한사람의세포를이용해치료제를만들고이를동결보관시켜놓았다가필요할때환자에게주입하는방식을말하는데, 최근크리스퍼 (CRISPR-cas9) 유전자가위등유전자 25 국내기업인메디포스트가개발한연골결손치료제 카티스템 의경우수술을통해연골조직에구멍을내고그공간에치료제를넣어연골을재생시키는방식인데, 건당시술비는 1 천만원수준으로아직보험급여대상이아니어서비용이높다. 26 환자로부터세포를채취하여유전자조작후다시재투여하는데걸리는시간은킴리아의경우 22 일, 예스카타의경우 17 일로알려져있다. 27 환자본인의골수나지방에서추출한중간엽줄기세포혹은조혈모줄기세포를이용한다. 28 Good Manufacturing Practices, 이미임상시험부터는공인된생산시설에서생산한세포샘플을이용해야하므로사전적인준비가필요하다. 29 노바티스킴리아의경우 2017 년 9 월현재미국내 32 개의병원에서치료가가능한것으로알려졌다. 30 노바티스킴리아의경우임상시험에서허가까지총 10 억달러이상의비용을지출한것으로알려졌다. 14 LG 경제연구원

18 편집기술의발달로동종세포가갖는면역반응등을해결하려는시도가이루어지고있다. 줄기세포는동종세포를이용한치료제가소수허가된바있고, 면역세포분야에서는아직성공사례는없지만앞서언급한셀렉티스를비롯해몇몇기업이시도중인것으로알려졌다. 이처럼제품가격을낮추기위한여러시도가다방면으로진행중이지만, 결국치료제의보험급여가되지않으면환자의비용부담은커질수밖에없게되고시장확대에도어려움에봉착하게된다. 환자가처한상황에따라다양한보험프로그램선택이가능한미국과같은사보험체계가아니면, 공공보험체계에서는최소 1억원이넘는고가의치료제를급여대상으로판단하기쉽지않다. 보험자의입장에서는해당치료제의경제성 ( 비용대비효과성 ) 을높게평가할수있을만한자료가아직미흡한상황이므로, 임상연구결과및시판후사례등을종합적으로판단해급여여부및범위등을결정할것으로보여진다. 참고로미국의사례를보면환자들의부담을덜기위한방안으로분할납부를허용하거나, 효과가없으면환불을해주는정책등여러가지옵션을강구하고있다. 노바티스킴리아의경우치료후한달이내에효과가없다고판단되면, 치료비를받지않는다는입장을발표하기도했다. 5. 전망및시사점 혁신성에기반한막대한파급효과예상세포치료제는현재피부 연골세포등체세포기반세포치료제를제외하고는대부분의제품들이연구개발단계에있어시장규모추정이쉽지않은상황이다. 시장조사기관 Frost & Sullivan은글로벌세포치료제시장 ( 체세포부터줄기세포, 면역세포치료제까지모두포함 ) 의규모를 2015년약 40억달러로추정하고있으며, 연평균 20% 씩성장하여 2020년에는약 100억달러규모로확대될것으로예측하고있다. [12] 이와같은높은성장전망은세포치료제가갖는임상적효용성, 관련기반기술의빠른발전등을근거로하고있는것으로보인다. 세포치료제는기존의약품과비교해가장 개인맞춤형 에근접한치료제라는점에서매우혁신적인제품이라고할수있다. 제약바이오업계에서는 2017년 8월첫 CAR-T 치료제의 FDA 허가를두고 세계신약개발역사에길이남을일 로언급하기도한다. 줄기세포분야에서도과거역분화줄기세포 (ips) 개발등의연구성과가발표되었을때학계를비롯, 관련업계에서상당히고무적인사건으로받아들였다. LG 경제연구원 15

19 특히줄기세포는 재생의료 (Regenerative Medicine) 의관점에서잠재성과파급효과가매우큰분야이다. 과거의의료는약물투여나외과시술과같은대증적요법이중심이었으나, 유전자 세포단위에서질병의이해가가능해지면서점차근본적인치료가가능한수준으로빠르게변화하고있는중이다. 향후에는인공조직이나장기를만들어이를자유롭게이식할수있는단계로까지발전해나갈것으로예상되고있는데, 이와관련된기술의근간이되는것이줄기세포분야이기때문이다. 무엇보다최근의유전자편집및전달기술의발전에힘입어세포치료제에서도질병에대한정교한타겟팅이가능해지고있기때문에, 세포치료제의활용도또한더욱확대될것으로예상되고있다. 이러한점들을종합해볼때, 세포치료제는현재몇가지의기술장벽들이해결되고난이후에는시장이급격히커질수있는잠재력을갖고있다고할수있다. 물론세포치료제시장을둘러싼이슈들은단순한성격의것들이라할수없으며, 이러한점때문에세포치료제제품들이항체의약품과같은상업적성과를이루어내기위해서는상대적으로더오랜시간이필요할것으로보인다. 그러나항체의약품도출시초기에는높은가격으로인해시장확대에어려움을겪었지만, 이후임상적효능에대한근거가다수축적되고안전성문제를해결할수있는다양한방편들이개발되면서, 보험급여의범위가점차확장되고보다많은환자들에게치료기회를제공하고있다. 새로운사업기회로주목할필요세포치료제개발은상업화하는데여러난관이존재한다는점에서장기간의경주가요구되는, 매우난도가높은분야라할수있다. 특히세포치료제와같은새로운유형의의약품에대해서는규제기관에서안전성과효능에대해매우까다로운기준을적용하고있어허가단계에서의부담또한클수밖에없다. 많은제약바이오기업들이세포치료제분야로의진입을쉽게결정하지못하는것도이때문으로해석된다. 실제줄기세포와면역세포연구의임상현황을보면, 아직기업체보다는대학이나연구기관들이중심이되어연구가진행되고있다. 일각에서는세포치료제시장은종합적인역량을갖춘거대제약바이오기업들만의리그가될수밖에없지않겠냐는의견을나타내기도한다. 그러나세포치료제분야는맞춤형치료에기반하고있어 The winner takes it all 의논리가적용되기는어려운특징이있고, 아직글로벌차원에서도절대적기술우위를보유한기업들이극히소수라할수있어, 후발기업들도충분히진입할만한분야이다. 또한항암치료의예에서볼수있듯이, 이제는한가지의약품으로만질환 16 LG 경제연구원

20 에대응하기보다는환자의상태, 질환의종류에따라다양한치료제를투여하는이른바 병용요법 이보편화되고있다. 세포치료제또한합성의약품, 항체등과함께병용투여할수있는방안들이함께개발되고있기때문에, 향후특정분야의치료제개발시다양한옵션을갖고소비자에접근한다는전략적차원에서라도관련기술역량확보가중요한상황으로보인다. 기업들이향후세포치료제시장이빠르게성장하는단계에이르러서야관련역량을확보하고자한다면상당한어려움을겪을것으로보인다. 외부의기술역량을활용한다는관점에서도이미세포치료제전문연구기관혹은기업들에대한투자와협력이활발하게진행되고있기때문에, 개발및투자타이밍을놓친다면매우불리한입장에직면하게될것으로보인다. 다양한참여주체와의협업필요세포치료제는병원에서의시술 ( 사전준비및이후경과관찰까지포함 ) 이중심이된다는점에서기존의약품과다른사업모델을요구하고있다. 재조합단백질및항체등이전세대의바이오의약품개발에필요한역량과세포치료제를개발하는데요구되는역량은분명히다른측면이있다. 앞에서도살펴봤듯이유전자나세포를직접적인재료로이용해치료제로만드는일련의과정에있어서는, 각세부단계별로매우고도화된전문역량을요구하고있다. 과거합성의약품제조가중심이되던시대와비교한다면, 세포치료제와같은맞춤형의약품의개발에서는단순한제조역량을벗어나복합적인서비스를제공할수있는역량을갖춰야한다는점이다르다고할수있을것이다. 최근줄기세포치료제나면역세포치료제개발기업들의동향을보면, 연구개발에서판매마케팅에이르는모든단계에서관련된기업이나연구기관과의협력을적극적으로추진하고있다. 선도기업들의사례에서보면세포치료제개발을위해타깃바이오마커발굴과유전자편집등기초연구개발부터, 세포치료제전문연구용시약 바이러스벡터생산 세포생산자동화등에이르는광범위한영역에서다수의협력을진행하고있는것으로나타나고있다. 여기서눈여겨볼점은제약바이오기업들뿐아니라연구용기기및시약개발등을전문으로하는업체들의역할이커지고있다는것이다. 일례로 GE 헬스케어, 히타치 (Hitachi) 같은기업들은세포치료제기술과관련된전문적인부서를두고빠르게변화하는연구개발추세에대응하려는모습을보이고있다. 제약바이오기업들이아예직접적으로전문기술을보유한시약이나기기업체를인 LG 경제연구원 17

21 수하는방법을택하고있기도하다. 31 세포치료제분야에서성공하기위해서는기초연구차원의새로운아이디어나차별화된기술역량도중요하지만, 재료, 기기 장비등연구개발인프라에해당하는주체와의협력이매우중요하다고할수있다. 무엇보다현재는시장이형성되는초기단계이므로세포치료제분야는비즈니스모델에대한검증이제대로되지못한상황이라고할수있다. 개발을염두에둔기업들이라면진입초기부터수익모델에대해구체적으로고민할필요가있을것으로보이며, 유효한사업전략을탐색하고적용해나가는과정이매우중요한과제가될것으로보인다 역분화줄기세포연구에집중하고있는후지필름 (Fujifilm) 은 2016 년일본최대연구용시약제조회사인와코순약공업을인수했는데, 와코순약공업은배아줄기세포와역분화줄기세포생산에사용되는시약을전문적으로생산하는업체였다. 동종면역세포치료제를개발하고있는셀렉티스 (Cellectis) 는유전자편집기술에특화하고있는데, 2010 년전기천공법 ( 유전자절단효소를세포내로주입시키는방법 ) 기술을가진미국의 Cyto Pulse 를인수하기도했다. 18 LG 경제연구원

22 참고자료 [1] QuintilesIMS, Disruption and maturity: The next phase of biologics, [2] 식품의약품안전처식품의약품안전평가원, 줄기세포치료제개발및규제동향 2016, [3] Jessica Hartmann, et al., Clinical development of CAR-T cells-challenges and opportunities in translating innovative treatment concepts, EMBO Molecular Medicine, Vol.9, No.9. [4] Medical News Today, Prochymal-First Stem Cell Drug Approved, [5] Pharmaceutical Executive, Pharm Exec s Top 50 Companies 2017, Volume 37, Issue 6. [6] FDA Press Release, FDA approval brings first gene therapy to the United States, [7] Novartis Investor Presentation, [8] Gilead Press Release, Kite s Yescarta (Axicabtagene Ciloleucel) Becomes First CAR T Therapy Approved by the FDA for the Treatment of Adult Patients With Relapsed or Refractory Large B-Cell Lymphoma After Two or More Lines of Systemic Therapy, [9] Cellectis Press Release, Cellectis Reports Clinical Hold of UCART123 Studies, [10] FiercePharma, Kite and Gilead break into CAR-T market with early axi-cel nod, [11] Bioworld, As Novartis CAR Ts Kymriah to market, race for nex-gen winners moves into high gear, [12] 생명공학정책연구센터 BioINdustry, 글로벌세포치료제시장현황및전망, LG 경제연구원 19

23 본보고서에게재된내용이 LG 경제연구원의공식견해는아닙니다. 본보고서의내용을인용할경우출처를명시하시기바랍니다.