[한국기술뉴스] 성균관대학교(총장 신동렬)는 화학과 이원화 교수 연구팀이 한양대학교 박희호 교수 연구팀, 한국과학기술연구원 김홍남 박사 연구팀과 공동연구로 중증 호흡기 감염성 질환을 개선할 수 있는 펩타이드 약물을 체내에서 생성하는 새로운 치료 기술을 개발했다고 밝혔다. 

패혈증 치료제로 유일하게 FDA 승인받은 Xigris(Activated Protein C, APC)는 미비한 효능과 짧은 반감기, 부작용으로 인해 2011년 시장에서 퇴출되었다. SARS, MERS, COVID-19과 같은 감염질환의 사인이 사이토카인 폭풍에 의한 패혈 쇼크라고 밝혀졌지만, 현재 중증으로 진행된 환자를 치료하는 방법은 산소치료와 스테로이드가 유일한 상황이다. 포스트 팬데믹 질환에 대응하기 위해서라도 감염원에 직접적으로 작용하는 약물 개발이 아닌 중증 질환을 치료할 수 있는 약물 개발이 절실하다.
 
이에 연구팀은 영남대병원 안준홍 교수 연구진과 함께 공동연구를 수행하였으며, COVID-19 환자의 샘플을 분석해 예후가 좋지 않은 환자들의 중증 질환 진단 바이오마커 발굴뿐만 아니라 바이오팩토리 기술로 새로운 치료 전략을 수립하였다. 바이오팩토리란 펩타이드 약물의 한계를 극복하고자 본 연구팀이 체내의 세포에서 펩타이드 약물을 표면에 발현시키고 절단 효소에 의해 체내를 순환할 수 있게 만든 새로운 개념이다.

혈액에서 분리한 T세포에 혈관 세포 보호 기전을 활성화할 수 있는 펩타이드와 수용체를 절단하는 효소의 기질을 동시에 발현시켜 심각한 혈관 염증 반응을 억제하는 효능을 검증하였다. 또한 인체와 면역․염증 반응이 다른 실험동물의 한계점을 극복하기 위해, 3차원 혈관 구조에 중증 COVID-19 환자의 상태를 구현해 펩타이드 약물의 효과를 규명하고 임상적 활용이 가능함을 밝혔다. 

이원화 교수는 “향후 포스트 팬데믹 질환에 대응하기 위해서는 감염원 특이적인 치료제 개발도 중요하지만, 중증질환으로 진행되는 예후 예측과 급성호흡부전증후군(ARDS), 패혈 쇼크(Septic shock)를 개선할 수 있는 치료제가 개발되어야 사망률을 개선할 수 있을 것이다”며 “현재의 산소치료와 장기 처방시 부작용이 심각한 스테로이드 약물 외에 새로운 치료 전략 개발이 시급하기 때문에 이번 연구 성과는 새로운 패러다임을 제시한 것이고, 향후 포스트 팬데믹 중증질환에 사용될 수 있는 최초의 면역세포치료제이다”라고 밝혔다.  

연구진은 “최근 전세계적으로 코로나바이러스 변이로 인해 여전히 고통 받고 있는 상황에서 기저질환이 있는 고위험군의 사망률을 개선하는 치료제를 개발했다. 릴리사의 Xigris(APC)의 유효 도메인과 작용점인 EPCR, PAR-1 수용체의 안정성을 증가할 수 있는 전략으로 디자인된 펩타이드 약물을 생산하는 세포치료제로 다양한 중증 염증 질환으로 확대 적용할 수 있는 기술이다. 이는 FDA 승인받은 CAR-T 세포치료제와는 다른 전략이며, 펩타이드 약물을 생산하는 새로운 세포치료제 플랫폼을 개발한 점에서 의의가 크다”고 말했다.

본 연구는 한국연구재단의 신진연구자지원사업과 중견연구자지원사업, 기초연구실지원사업의 지원을 받아 진행되었으며, 연구결과는 저명 국제 학술지인 Advanced Science(Impact Factor=16.806, Chemistry Multidisciplinary 분야 상위 7.02%)에 6월 25일 게재되었다.