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│1980년대 후반부터 본격화된 바이오 의약품의 개발이 최근 공개된 │
│유전자 지도를 전환점으로 급류를 탈 전망이다. 각종 질병의 원인을 │
│유전자 차원에서 해석하고 이를 이용한 치료법을 개발하는 길이 열리│
│면서 인종, 성별 또는 개인 각자의 유전형질에 │
│맞는 맞춤 신약시대가 가까웠음을 예고하는 것이다. │
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인류가 생물학적 물질을 의약품에 사용한 것은 오래 전부터의 일이다.
그러나 1980년대부터 본격적으로 발달된 분자생물학적 기술은 새로운
개념의 생물학적 의약품의 개발을 가져왔다. 유전공학적으로 처리된
미생물, 단백질, 펩티드, 유전자, 항체 등으로 만들어진 소위 바이오
의약품들은 기존의 화학물질로 이루어진 의약품과 달리 유전자나 단백질과
같은 생물체 내에 존재하는 배열을 이용하기 때문에 안전성 면에서도
우수하다고 볼 수 있다. 한 생물공학연차보고서에 따르면 현재 세계적으로
130억달러가 넘는 생물산업제품 판매액의 90%이상이 바이오 의약품인
것으로 보고되었다. 현재 미국 식품의약품안전청(FDA)에 승인을 받고자
임상 실험이 진행 중인 바이오 의약품도 1200여 가지에 이른다.

발달한 생물학 및 유전학 및 정보기술은 의약을 개발하는 과정에도
커다란 변화를 가져왔다. 종전에는 유용한 의약품을 개발하기 위하여
질병에 걸린 동물 모델을 사용하여 약리학적 검색에 의하여 그 과정에
관여하는 물질을 탐색하는 것이 필수적인 단계였으나 이제는 생리적으로
기능이 규명된 중요한 물질의 분자 구조를 전환하여 이에 대한 접근을
더욱 용이하게 하였다. 대표적인 기술로 조합화학(combinatorial
chemistry)과 고효율 검색(high-throughput screening) 및 생물학적 칩
등이 신약개발의 중요한 도구로 활용되면서 바이오 의약품 후보 물질의
발굴은 가속도가 붙게 되었다.

유전공학적 기술을 이용하여 인류에게 필수적인 단백질의 대량 생산이
가능해지면서 인터페론, 성장호르몬, 인슐린, 조혈인자 에리스로포이에틴
등과 같은 단백질을 다량으로 제조하는 것이 용이하여졌고 이미 암,
당뇨병 및 기타 난치성 질환 등의 치료에 실용화되고 있다 (별첨 참조).
이러한 생물학적 제제는 초기에는 미생물을 이용하여 대량생산이 이루어
졌으나 최근에는 형질전환된 동물을 사용하여 활성을 높이는 방법이
시도되고 있다. 그 일례로 백혈병 치료용 단백질을 생산하기 위하여
흑염소 메디가 국내 연구팀에 의해 개발된 바 있다.

특정한 단백질 중에서도 치료 및 예방에 있어서 가장 유용하거나 가장
효율이 높은 것으로 선별된 펩티드를 사용하는 펩티드 제제는 단백질
전체를 사용하는 것에 비하여 비교적 부작용이 적으며 제조하기 위한
조작이 용이하여 경비가 절감되고 환자에 대한 투여의 횟수를 줄일 수
있는 장점 때문에 펩티드 시장의 규모는 세계적으로 연 20% 이상 증가하고
있는 추세이다.

바이오 의약품은 질병의 치료제로서 뿐만 아니라 예방을 위한 백신
분야에서도 활발히 이용된다. 종전의 백신은 약독화시키거나 죽은
병원균을 사용하는 것이어서 많은 위험성을 가지고 있었던 것에 비하여
펩티드나 DNA는 안전하며 부작용이 적고 제조 경비가 절감될 수 있다.
현재 펩티드 의약품 중에서 백신이 차지하는 비율은 약 10% 미만으로 작은
부분을 차지하고 있으나 앞으로의 백신 개발에 적극 활용될 것으로
기대된다. 특히 암, 알레르기성 질환, 자가면역질환 등 종전에 백신의
개발이 어려웠던 분야에 펩티드를 이용한 백신의 개발이 활발하다. 국내
연구팀에 의하여 개발된 항 에이즈 DNA 백신도 현재 환자를 대상으로
외국에서 임상실험 중에 있으며 그 효능이 뛰어난 것으로 보도된 바 있다.

이처럼 단백질이나 유전자 등의 생물학적 물질은 의약 원료로 사용
되기에 많은 우수한 장점을 가지고 있음에도 불구하고 생체 내에서
반감기가 짧고 물리 화학적으로 불안정하며 생체 내에 존재하는 분해
효소에 의하여 쉽게 분해되는 것이 최대의 문제점으로 지적된다. 따라서
현재 개발된 바이오 의약품의 대부분이 경구투여가 어렵고 생체 내에서
안정성이 낮아 자주 투여해야 되는 단점을 안고 있으며 현재로서는 주로
주사나 흡입에 의한 투여가 주된 경로이다.

따라서 많은 세계 굴지의 제약회사들이 이러한 문제점을 해소하고 생체
이용률을 높이는 방법의 개발에 주력하고 있다. 생체 내에서 오랜 기간
서서히 일정한 양으로 방출되는 제형 또는 전달시스템의 개발이 활발히
진행중이며 피부나 호흡기 또는 경구를 통한 투여 방법 개발도 활발하다.
실제로 단백질 및 펩티드 제제와 같은 바이오 의약품의 시장에서 제형
개발 내지는 전달시스템의 개발이 차지하는 비율이 치료약이나 백신
자체의 개발보다도 훨씬 많은 부분을 차지하고 있다. 예를 들어 혈관
축소물질인 바소프레신의 유도체 데스모프레신의 비강내 투여용 제제나
황체자극 호르몬 방출 호르몬의 작용 물질인 루프론 및 졸라덱스의 3개월간
효과가 지속되는 주사제 또는 조직이식형 제제 등은 펩티드 의약품 중에서
약물전달시스템 개발에서 성공한 사례로 꼽힌다. 국내 제약업체의 경우에도
펩티드 의약품인 면역억제제 사이클로스포린의 마이크로에멀젼 제제에
대한 특허권이 세계굴지의 제약회사에 거액의 로얄티를 받고 이전된
사례가 있음을 볼 때 바이오 의약품의 제형 개발은 도전할 가능성이
크다고 하겠다.

바이오 의약품의 중요한 분야의 하나로서 암과 같은 난치성 질환을
치료하기 위한 최상의 대책으로 기대되는 것이 유전자 치료법이다. 난치병
이나 유전병의 원인이 되는 유전자를 개량하거나 보충하여 주는 유전자
치료제가 1990년 선천성 면역결핍증을 치료하기 위하여 첫 임상실험이
시작된 이래 그 이용이 확대되고 있다. 1999년 현재로 미국 국립보건원에서
허가된 임상 치료법이 250여건에 이르고 이 중 종양치료가 60%를 차지한다.
유전자 치료 분야에 있어서도 생체 내로 유전자를 효율적으로 주입시키는
방법 및 주입된 유전자가 제대로 작동할 수 있도록 하는 방법의 개발이
가장 절실히 요구되고 있다.

그 이외에도 면역관련 세포 또는 유전자 조작된 세포 배양액이나 복제된
동물의 장기 등 다양한 형태의 바이오 의약품이 개발되고 있다. 최근
영국에서 특허가 허여된 복제 양 돌리나 국내에서 개발된 복제 송아지
영롱이의 경우처럼 생물 복제 기술은 이식용 장기나 치료용 생체 물질을
생산하는 기술을 확립하였을 뿐 아니라 장기를 기증 받고자 하는 환자의
세포를 사용하여 장기를 생산함으로써 장기 이식의 가장 큰 문제점인
거부 반응을 없앤 이식용 장기의 생산의 가능성을 보여 주었다.

바이오 의약품의 원료가 될 유용한 유전자 또는 펩티드를 탐색하기
위하여 모든 국가는 치열한 경쟁에 이미 들어가 있으며 그 속도는 가속화
될 전망이다. 유전체(genome)를 분석하는 제노믹스 (gemomics)와 구별하여
프로테오믹스 (proteomics)는 유전체 정보와 생체의 단백질과의 상호
연관성을 확립하고자 하는 시도인데 주요한 생체기능을 찾는 결정적인
단서를 제공하여 줄 것으로 기대되고 있다. 이 과정에서 얻어지는 유용한
펩티드로부터 특허권을 확보하고 독점적인 권한을 향유하고자 세계적인
제약회사들이 막대한 연구비를 쏟아 붓고 있다. 따라서 선진국은 생물
산업을 국가의 전력사업으로 선정하여 막대한 예산을 투여하여 적극 육성
하고 있다. 현재 우리 나라의 생물산업 규모는 미국의 3.8%이고 세계시장의
약 1.5%수준에 불과하다. 그러나 국내총생산 중에서 생물산업의 생산
규모에 대한 비중이 계속 증가하는 추세이며 매출액도 매년 연평균 20%이상
성장할 것으로 전망된다.

이러한 세태를 반영하듯이 1990년부터 1999년까지 국내에 출원된
바이오 의약품 관련 특허는 총 5314건에 이른다. 그 중 유전자 공학에
의한 제조 변형기술 및 관련 의약품에 관한 특허가 전체 출원의 44%,
신규 펩타이드 또는 단백질의 구조와 기능을 해명한 물질특허 및 관련
의약품출원이 전체의 32%, 단백질 또는 펩타이드를 함유한 의약품 및 관련
제제화 기술에 관한 특허가 16%, 백신에 관련한 특허가 전체의 7%, 그리고
유전자 치료제 기술에 관한 특허가 전체의 1%를 차지한다. 각 분야 중에서
국내 발명자에 의한 출원은 각각 21%, 35%, 14%, 23% 및 6%를 차지한다
(별첨참조).

국가별로는 미국, 한국, 독일, 스위스, 영국 순으로 출원건수가 많으며
국내에서도 출원이 활발함을 주목할 만하다. 국내 발명자에 의한 출원은
수적인 면에서 상당히 앞서 있으나 질적인 면에서는 아직 선진국에 미치지
못하고 있는 것이 현 실정이다. 선진국에서 한국에 출원하는 특허는
원천적인 기술을 포함하고 해당 분야에서 상당한 영향력을 행사할 수 있는
특허권을 추구하는 반면에 그와 비교하여 출원인이 내국인인 경우에는
발명의 내용이 간단하고 지엽적이며 지극히 한정된 사항을 포함하는 것이
대부분인 것이 국내 바이오 의약품 특허의 현주소라 하겠다. 국가의
생물산업에 대한 높은 관심과 선진국의 60% 수준에 해당하는 국내 관련
분야의 기술 수준으로 미루어 앞으로 더욱 질적인 면에서 향상된 특허
출원이 증가될 것으로 기대된다.

인체 유전정보의 초안 완성을 전환점으로 각종 질병의 원인의 규명이
가능해지고 이에 따른 치료법이 개발될 것이며 바이오 의약품과 관련된
출원은 계속 증가될 것으로 전망된다. 1999년 12월에 개정된 특허청
산업부문별 심사기준 의약편에 따르면 물질에 대한 특허와는 달리 의약의
용도로 특허를 받기 위한 경우에는 효과를 뒷받침할 구체적인 자료가
반드시 특허 출원 시에 기재되어 있을 것이 요구된다. 즉 용도를 구체적
으로 입증할 구체적 시험결과가 있는 경우에만 의약용도로서 특허를 받을
수 있는 것이다.

따라서 바이오 의약품으로서 특허권을 확보하기 위하여서는 유전자의
기능에 대한 연구가 반드시 뒷받침되어야 한다. 이미 세계적인 제약회사는
그 동안의 축적된 연구 결과를 바탕으로 주요 유전자의 기능 연구에 들어
갔으며 앞으로 약 20 여 년간은 필사적인 경쟁이 예상된다. 국내 연구도
이러한 기능연구에 초점을 맞추어 이루어져야 할 것이다. 무엇보다도
원천적인 기술에 대한 특허권의 확보가 국가의 경쟁력임을 다시 한번
실감케 한다. 무궁무진한 잠재력을 가진 바이오 의약품의 개발에 더욱
주력할 때다.


<첨부>
- 표1 : 재조합 단백질 의약품의 시장규모
- 표2 : 펩티드 의약품의 개발 현황
- 표3 : 연도별 바이오 의약품 관련 특허출원 현황
- 표4 : 바이오 의약품 특성별 출원동향
- 표5 : 출원인의 국적별 바이오 의약품 출원동향

* 문의 : 심사3국 약품화학심사담당관실
조명선사무관. 전화 042)481-5605