저렴한 항체의약품을 생산할 수 있는 새로운 정제방법 개발

칼슘결합단백질과 Protein A 절편을 결합한 융합단백질 기반 항체 정제법 개요도. (자료제공: KICET)

국내 연구진이 항체의약품 제조를 위한 새로운 정제법을 개발해 항체 의약품의 기존 제품 대비 생산 효율뿐만 아니라 가격경쟁력을 높일 수 있는 가능성을 열었다.
한국세라믹기술원(원장 정연길)은 김성현 박사 연구팀과 한국과학기술원(총장 이광형) 전상용 교수 연구팀이 삼성미래기술육성사업의 지원을 통해 항체의약품 제조를 위한 정제시간과 비용을 크게 절감할 수 있는 새로운 정제법(무컬럼 정제법)을 개발했다고 4월 27일 밝혔다.
항체의약품은 바이오의약품 중 55.3%를 차지하는 가장 대표적인 의약품으로써 세계 시장은 약 163조 원으로 연평균 9.5%로 성장하고 있다. 항체의약품은 항체를 이용한 표적 치료가 가능하여 치료 효과가 높고 부작용이 적으나 개발 및 생산, 특히 정제에 많은 비용 부담이 따르고 있다.
항체란 항원과 결합하여 특정 질병을 진단 및 치료하는 단백질로 코로나 항체는 코로나 바이러스와 결합하는 항체를 뜻하며, 독감 바이러스와는 결합하지 않는다. 정제란 의약품의 순도를 높이기 위해 이루어지는 과정이며, 인체 내 투여해야 하므로 불순물을 최대한 제거가 필요하다.
대표적인 항체의약품 정제방법인 Protein A 크로마토그래피는 생산원료 비용의 35%를 차지하며, 항체의약품의 제조 단가 상승의 원인이 되고 있다. 또한, Protein A 크로마토그래피 방법은 단백질 분리용 장비로 정제하는 데 오랜 시간이 걸려 생산 비용이 증가하는 단점도 가지고 있다.
이러한 한계를 극복하고자 연구팀은 칼슘에 의해 침전할 수 있는 칼슘결합 단백질과 항체 결합 기능을 가진 Protein A 절편(조각)을 결합한 융합단백질을 개발하여 Protein A 크로마토그래피를 대체하는 정제방법을 개발하였다.
항체배양액에 개발한 융합단백질을 넣고 혼합한 뒤에 칼슘을 넣어주면 불순물은 그대로 있고 항체만 침전되어 용량에 상관없이 빠르게 항체를 분리·정제할 수 있어 정제비용을 약 80% 이상 절감할 수 있다. 융합단백질을 이용하여 정제된 항체는 97% 이상의 순도를 가지며, 기존 정제법의 항체 순도와 동등 이상으로 정제가 가능하다. 또한, 의약품 개발시 문제가 되는 불순물이 기존 정제법 대비 최대 20배 이상 감소하여 보다 깨끗하게 정제할 수 있음을 확인했다.
한국세라믹기술원 김성현 박사는 “개발된 항체 정제방법은 항체의약품을 쉽게 빠르고 저렴하게 정제할 수 있다”며 “기술이 상용화되면 항체의약품의 가격경쟁력을 확보하게 되어 국내의 관련 산업 발전은 물론 저렴한 비용으로 항체의약품을 사용할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.
이번 연구 성과는 분석화학 분야의 국제 학술지인 ‘Analytical Chemistry’ 4월호 표지 논문으로 게재됐다.