커버스토리 제 354호 (2002년 09월 16일)

정부지원 속 기업·학계 신약개발 ‘부푼꿈’

기사입력 2006.09.04 오전 11:55

정부·학계

추출물 1,425점 확보, 분양·기술이전

과학기술부는 21세기 프론티어 연구개발사업으로 자생식물 이용기술 개발사업을 추진해 왔다. 사업 착수 2년 만인 지난해 한반도에서 자생하는 식물 중 약효가 있는 889종 1,736점을 확보하고 이른바 자생식물 추출물은행을 구축하는 데 성공했다. 이를 통해 표준추출물시료 1,425점, 1만6,076개를 개발업체들에 분양한 상태다.

이와 함께 야생화와 멸종 위기에 처한 자생식물의 종자를 보전하는 종자은행도 만들었다. 현재 479종의 종자를 수집해 분류하고 표본까지 제작해 놓았다. 이를 국내 연구기관과 바이오벤처들에 나눠주는 분양서비스도 진행 중이다. 식물유전자의 데이터베이스(DB)를 확보하고, 유전정보처리시스템도 구축했다. 인삼과 고추의 유전자데이터를 3만개 확보했을 정도다. 고구마, 참깨, 개똥쑥의 유전자데이터도 찾아냈다.

연구성과도 눈에 띄게 나타나고 있다. 현재 특허출원한 것만 63건이고, 이 가운데 국내 3건, 해외 1건 등 모두 4건이 등록을 마쳤다. 국내 특허등록을 마친 3건의 연구에는 지모와 황백피의 혼합추출물을 이용해 염증 및 통증지료제를 만드는 방법도 들어 있다. 기린초 추출물로 항염증제를 만드는가 하면 벚나무 잎과 솔잎에서 항산화제를 찾아내기도 했다.

2010년까지 천연물 신약 5종 개발 목표

식품의약품안전청도 식물 등 천연물 의약품 개발의 지원에 적극적이다. 올 하반기부터 천연물의약품허가 제도를 획기적으로 개선한 의약품 등 안전성 및 유효성 심사제도를 최근 입안예고했다.

생약 성분의 약품개발을 유도하는 동시에 화학적 신약개발을 위한 연구개발력을 키워준다는 취지다. 식물 등 천연물을 이용한신약 개발이 앞당겨질 경우 세계적인 기술이전 및 완제품 수출에도 활기를 불어넣어 세계적인 천연물 의약품 강국으로 거듭나게 될 것으로 식약청측은 내다보고 있다.

그동안 천연물 신약을 개발하려 해도 임상ㆍ독성시험 등 수많은 생리활성을 가진 천연물을 일일이 시험할 수 없어 사실상 신약개발이 불가능했다. 하지만 앞으로는 안전성 등이 인정되면 ‘항암 등 보조제’로 시판을 허가하고 나중에 구체적인 임상시험 자료를 제출하면 정식으로 ‘○○암치료제’로 허가해준다.

딱히 치료책이 없는 난치병의 경우 환자의 동의하에 허가가 안된 천연물이라도 환자에게 신속하게 쓸 수 있도록 했다. 천연물 의약품 개발을 촉진하고 해외진출을 위해 식약청 산하에 별도의 전문단체를 설립하고 청 내에서 천연물 의약품 허가관리 전담부서도 신설할 계획이다.

보건복지부는 지난해 11월 2010년까지 천연물 신약 5종 이상, 임상시험 10종 이상을 목표로 정부 8,600억원, 민간 1,300억원 등 모두 1조원 가까운 예산을 천연물 의약품 연구에 투자해 2010년까지 최소 5종의 천연물 의약품을 개발할 계획이라고 발표한 바 있다.

식약청 의약품안전과 관계자는 “세계 생약과 한약시장은 반도체시장의 2분의 1에 해당하는 1,000억달러 규모로 잠재적 가치가 무궁무진하다”며 “인삼제품을 비롯한 각종 기성 한약집과 비방집 및 신처방 한방의약품의 고부가가치 상품화를 적극 지원할 계획”이라고 전했다.

그동안 학계에서 쌓아놓은 연구실적도 상당하다. 먼저 1건이 국외에서 특허등록을 마쳤다. 현재 출원한 국외 특허가 2건이다. 국내 특허등록을 마친 신약도 3건이나 된다. 이 밖에 국제학술논문집인 SCI 등재 논문 발표가 44건, 비등재 발표 논문도 28건이나 된다. 기술이전도 2건이 있다.

한반도 자생식물을 통해 신약을 만들어낼 수 있다는 가능성은 이미 학계에서 입증된 상태다. 문제는 이런 기반 기술을 누가 어떻게 실현할 수 있느냐다. ‘구슬이 서말이라도 꿰야 보배’가 되듯 어렵게 찾아낸 식물유전정보를 신약으로 상품화할 수 있는 과감하고 지속적인 투자가 필요하다고 학계에서는 입을 모은다.

바이오벤처·제약사

식물신약개발, 수입대체·수출 ‘앞장’

학계에서 이뤄지는 식물 신약 연구을 기반으로 상품화하는 것은 개발업체들의 몫이다. 현재 학계에서 특허출원 중인 연구는 미치광이풀의 모상근을 배양해 트로판알칼로이드를 생산하는 방법, 인삼에서 추출한 폴리아세틸렌계 화합물을 추출해 비만치료제를 개발하는 방법 등이 포함돼 있다.

이를 국내 바이오벤처인 싸이제닉이 기술을 이전받아 신제품을 개발하는 데 성공했다. 싸이제닉측은 이 제품으로 연간 60억원 규모의 수입대체 효과가 있을 것으로 기대하고 있다. 또 가시오가피 추출물을 이용해 성장촉진제를 만드는 기술을 벤처업체인 파진바이오가 이전받아 신제품을 개발해 ‘진생성장원’이란 브랜드로 상품화하는 데 성공했다.

파진바이오측은 “현재 중국 매일식품과 500만달러 규모의 수출계약을 진행 중”이라며 “앞으로 25개 국가에 수출할 예정”이라고 밝혔다.

제약사들도 발 빠른 움직임을 보이고 있다. 생약ㆍ한약제제 중심의 제약사 10곳이 진행하는 천연물의약품센터가 생겨날 전망이다. 이 센터는 생약제제시장의 활성화를 위해 지난 5월 광동제약, 한국신약, 극동제약, 대웅제약 등 10개사를 중심으로 추진되고 있다. 식약청에 따르면 국내 생약ㆍ한약제제 시장규모는 연간 4,000억원 정도다.

‘약쑥’으로 위궤양치료제 개발

동아제약의 위궤양치료제 ‘애엽’이 유망 천연물 신약으로 상품화를 눈앞에 두고 있다. 위점막 보호제 ‘스티렌’이 식품의약품안전청으로부터 시판허가를 받았다. 국산 약쑥으로부터 유효성분을 추출, 분리해 개발된 약제로 올해 초 위염환자를 대상으로 한 제3상 임상시험도 성공리에 마쳤다.

동아제약은 스티렌 개발을 위해 지난 94년 서울대 천연물과학연구소와 공동으로 제품의 연구개발에 착수해 약 150억원의 연구개발비를 투입했다. 동아제약 오태영 과장은 “스티렌은 강남성모병원 등 국내 5개 병원의 임상시험 결과 완치율과 유효율 면에서 대조약보다 치료효과가 우수한 것으로 나타났다”며 “이 제품이 시판되면 국내에서만 연간 300억원 정도의 매출을 올릴 것”으로 기대했다. 해외 라이선싱을 통한 의약품 수출도 노리고 있다.

종근당의 부자에서 추출한 패혈증치료제와 제일약품이 오수유로부터 얻어낸 치매치료제 등 다수의 자생식물 신약이 임상단계에 있다. 종근당은 서울대 천연물과학연구소, 서강대, KIST 등이 공동 개발한 ‘부자로부터 패혈증치료제 개발’에 임상계약을 앞두고 있으며, 현재 임상시험 중이다.

제일약품은 서울대 의대와 함께 ‘오수유로부터 치매치료제’ 개발 프로젝트에 뛰어들어 현재 임상시험을 진행하고 있다. 이 신약후보는 오수유로부터 항콜린에스테라제 효과와 기억력 증진효과가 있는 단일 성분 DHED를 분리한 것이다.

삼천당제약도 천연물에서 뽑아낸 간질환치료제(SCD-UKG)로 영국, 독일, 프랑스 등 유럽 10개국에서 특허를 취득했다. 삼진제약도 현재 진통ㆍ소염제, 당뇨병치료제, 간염치료제 개발을 위해 식물 등 천연물 탐색을 진행 중이다.

의약분업 이후 이른바 ‘생물학적 동등성’ 문제가 대두되면서 카피의약품에 의존하던 국내 제약사들이 위기를 맞았다. 그래서 우리땅 식물을 이용한 신약개발은 이들에게 더욱 절실하다.

대기업

제일제당·LG생명과학·SK(주) 주도

대기업들도 식물 등 천연물 신약개발에 앞다퉈 나서고 있다. 현재 식물 등 천연물을 이용한 신약 연구실적은 LG화학이 832건으로 가장 많고, 이어 제일제당 409건, 코오롱 318건 등의 순이다.

조루증치료제로 알려진 SS크림은 세계적으로 보기 드문 생약성분의 성기능크림이다. 개발자로 참여한 계홍석 연구원은 이 제품은 “인삼, 당귀, 산초, 세신, 사향, 섬수에 대한 연구를 통해 국소탈감각작용 빛 발기증진작용이 있는 우수한 생약제를 선택했다”고 설명했다.

화이자의 비아그라와 마찬가지로 생약성분을 이용함으로써 성가를 높인 연고제. 주성분은 인삼, 당귀, 육종용, 정향 등을 원료로 하고 있다. 현재 제일제당이 제품을 개발생산하고 태평양제약이 판매를 맡고 있다.

SS크림의 예에서 보듯이 천연물을 이용한 대기업들의 연구개발은 셀 수 없을 정도로 다양하다.

최근 대기업들의 대학 및 연구소와의 제휴를 통한 천연식물에 대한 연구가 확대되고 있다. 대표적인 사례가 제일제당과 경희대 약대와의 협력이다. 제일제당은 지난 6월 경희대 약대 정성현 교수팀과 천연물 당뇨병치료제 공동 개발 및 기술이전 계약을 체결한 바 있다. 제일제당은 이 계약을 통해 이미 출원된 3건의 특허 전용 실시권 및 관련 기술을 이전받았다. 한방에서 사용되는 천연 약초를 사용한다는 점이 주목할 만하다.

후박, 지실, 대황 등 10여가지 한방 소재를 이용해 신약을 개발한다는 계획을 수립해 놓고 있다. 올해 본격적인 전임상과 임상시험을 거쳐 2005년 제품을 출시할 예정이다. 이 회사는 한방 임상에서 사용돼 오던 복합생약추출물을 동물 모델에 투여하고 비교한 결과 혈당, 당화혈색소, 중성지방, 유리지방산 등의 수치를 모두 동등한 수준으로 떨어뜨리는 효과가 나타났다고 밝혔다.

정교수팀은 약효가 확인된 처방에서 단일 생약별 당뇨병 치료 효능 및 작용기전 연구를 통해 혈당강하 기전이 상이한 3~4종으로 구성된 제2형 당뇨병 치료 및 예방 목적의 천연물 복합 처방을 확립하는 연구를 진행하고 있다.

SK케미칼, 금호, 한화도 합류

제일제당은 지난 8월에는 뼈 전문 바이오벤처인 오스코텍과 골다공증의 공동개발을 위한 제휴를 맺었다. 제일제당은 한약재에서 뼈를 만드는 세포(조골세포)를 증가시켜 골밀도를 높여주는 복합추출물을 개발했다. 제일제당은 이르면 9월 안에 이 복합추출물을 골다공증 개선 건강보조식품으로 상품화해 판매할 예정이다.

오스코텍은 단국대 치대 김정근 교수가 지난 98년 12월 설립한 생명공학기업이다. 제일제당은 이외에도 정부의 대형 프로젝트로 총 7개 민관 기관이 참여하고 있으며, 3년간 50억원을 투입해 후보 물질 1~2개를 개발할 계획이다.

LG생명과학은 인체의약과 동물의약, 식물의약. 신약개발의 특성상 장기 투자가 필요한 만큼 이미 3년간 투자할 재원은 마련해 둔 상태라고 밝혔다. 이 회사는 첨단생명과학 사업분야 중 인체의약과 동물의약ㆍ식물의약 등 3개 분야를 집중 육성할 계획이다. LG생명과학이 천연물을 이용한 건강보조식품으로 선보인 대표상품은 유제닉과 밥칼슘이 있다.

원지, 사상자, 길경 등의 식물성 원료에서 추출한 영양소를 이용한 유제닉은 성장기 어린이들을 위한 성장호르몬 분비 촉진제. 96년부터 국내 자생 천연물질을 대상으로 연구, 상품화했다고 회사측은 밝혔다. 밥칼슘은 녹황색 야채를 발효시켜 만든 영양제다. 칼슘을 필요로 하는 여성과 노년을 대상으로 한 건강보조식품이다.

제약업계는 이에 대해 “한국은 신물질 합성이나 의약디자인에서 세계적인 수준과 효율성을 갖고 있지만 임상시험 경험이 부족하고 시스템이 갖춰지지 않은 것이 가장 큰 한계”라고 입을 모았다.

이에 대해 한국생명공학연구원의 이형규 박사(약학)는 다국적 제약기업과의 협력을 제시했다. “신약연구 회사들은 우선 유력한 후보물질을 개발해 다국적 회사에 파는 것으로 수익을 올리면서 점차 임상시험 인프라를 갖춰 나가는 전략을 세우는 것이 바람직하다”고 밝혔다.

SK는 의약 중간체 생산 판매에 참여하고 있다. 매년 괄목할 만한 매출신장률을 기록하며 세계적 제약사들로부터 경쟁력을 인정받고 있다. 신약개발 과정에서 유기합성기술, 전임상ㆍ임상실험 단계의 몇 가지 제품을 개발하고, 이를 존슨앤드존슨사에 기술을 판매하는 실적을 내고 있다.

SK는 현재 대덕기술원과 미국 뉴저지연구소, 뉴저지의약개발센터를 중심으로 신약개발 연구를 진행하고 있다.

SK는 국내에 다양한 바이오벤처기업에 투자하는 한편 이들 벤처를 컨소시엄으로 연결해 연구 프로젝트를 진행하는 등 벤처와의 공동 연구를 활발하게 진행하고 있다.

한화는 연세대와 공동으로 황금, 황련, 현호색으로부터 고지혈증치료제를 개발 중이며, 이미 외국에서 독성 및 전임상시험을 완료한 상태다. LG생활건강은 자생식물을 이용한 미백제 등의 기초화장품을 개발하고 있다.

SK케미칼도 천연물을 이용한 신약개발에 소매를 걷어붙였다.

대표적인 사례가 올해 판매하기 시작안 관절염치료제 ‘조인스’가 대표적 천연물 신약. SK케미칼의 투자사인 SK제약이 지난 2월부터 판매하기 시작한 조인스는 국내 천연물 신약 1호다. 이 회사는 “우리 고유의 동양의학 원리를 현대의학으로 검증하고, 그 효능을 입증해, 이를 규격화·과학화한 것”이라며 조인스의 특징을 설명했다. SK제약은 조인스 발매 첫해인 올해 100억원어치를 비롯, 국내시장에서 500억원 이상의 매출을 올릴 계획이다.

SK케미칼은 자체 생명과학연구소를 포함 SK제약과 동신제약 등의 투자회사와 함께 천연물을 이용한 상품개발에 연구인력을 투입하고 있다. 이 회사는 천연물, 합성의약과 전통 의약 분야뿐만 아니라 바이오 관련 첨단생명과학 분야에도 역량을 강화해 나간다는 계획이다.

금호생명환경과학연구소는 자생식물의 유전자와 신호전달체계 규명 및 응용기술을 연구하고 있다.

‘저온신호전달 구성성분 유전자 발굴 및 기능연구’와 ‘천연고무 생합성 관련 자생식물 유전자 분리’프로젝트가 바로 그 예. 이 연구소는 먼저 식물체 내에서 저온신호를 감지하고 이를 전달하는 저온유도성유전자발현과 신호전달체계와 경로를 밝히려는 이 프로젝트는 식물이 느끼는 스트레스를 규명할 예정이다.

동시에 수행하고 있는 ‘천연고무 생합성’ 프로젝트는 유전공학적으로 고무나무의 생합성 관련 유전자들을 분리, 고무생산량을 늘리는 한편 이를 대체할 자생식물체의 개발을 목표로 하고 있다. 이미 라텍스에서 나오는 생합성 유용 유전자에 대한 데이터베이스를 구축했다. 이 연구소는 앞으로 자생식물의 형질전환을 위한 민들레의 세포 유도, 재생 기술을 개발할 예정이다.

돋보기 / 자생식물이용기술개발사업단

한반도 자생식물 신약개발의 ‘터보 엔진’

자생식물이용기술개발사업단(www.pdrc.re.kr)은 연간 100억원의 예산을 운영하는 기업형 조직. 사업단(단장 정혁 박사)은 정부의 과학기술육성정책에 의해 시작됐다. 과학기술부가 추진하는 ‘21세기 프론티어 연구개발사업’ 20여개 과제 중 하나로 선정되면서 탄력을 받기 시작했다. 사업목적은 국내 자생식물을 국가적인 자산으로 인식해 범국가적인 종합관리체계를 구축하기 위한 것이다. 이를 위해 90여개 연구과제를 선정, 960여명의 연구원을 지원하고 있다.

사업단의 이형규 박사는 “국내에는 약 3,000종의 식물이 서식하는 것으로 알려져 있다”며 “그러나 이에 대한 체계적 연구는 미미한 실정이어서 오히려 학문적으로 앞선 미국의 연구학계가 국내 자생식물을 가져가 기초적인 연구마저 선수를 놓쳤다”고 설명했다. 이를 극복하고 연구의 활성화를 위한 인프라를 구축하기 위한 것이 사업단의 목표다.

사업단의 실무는 연구개발 과제 선정과 연구비 지원, 산업화와 평가다. 이를 통해 10년간 연간 100억원의 예산을 확보해 우수 연구과제를 지원, 연간 5,000억~1조원의 산업가치를 창출한다는 야심에 차있다.

연구 인프라 구축의 대표적인 사례가 식물추출물은행을 만든 것이다. 식품추출물은행은 자생식물을 채집한 후 가공된 추출물을 보관하는데 식물종과 함께 언제 어디서 채취한 것인지 표시해 둔다.

예를 들어 고추냉이에서 2g의 추출물을 얻으면 20㎎짜리 샘플튜브 100개로 만들어 보관한다. 20㎎은 생리활성과 관련된 5가지 이상의 실험을 할 수 있는 양. 한 명이 쓰고 버릴 샘플을 100명이상 나눠 쓸 수 있도록 연구재료 상품을 구비한 것이다.

이 밖에 야생화와 멸종 위기에 있는 식물의 종자은행도 구축했다.

2000년 9월부터 시작된 이 과제는 다양한 학문적인 성과 외에 식의약 산업발전에도 기여하고 있다. 인삼에서 추출한 폴리아세티렌계 화합물을 이용한 비만치료제, 가시오가피 추출물을 이용한 성장촉진제의 상품화에 성공했다.

정혁 단장은 “예산의 30%를 산업응용분야 연구에 배정하고 있다. 신약개발은 아니더라도 이러한 연구결과들은 건강보조식품으로 재탄생하고 충분히 산업화의 가능성이 있다. 1,000억달러대의 미국의 건강보조식품 시장은 물론 해외시장에 수출을 타진할 정도로 산업화가 용이하다”고 자생식물을 이용한 산업화를 소개했다.

사업단은 해외연구소와의 제휴도 추진하고 있다. 일리노이 약대, 미시시피대학 천연물연구소, 러시아 극동아카데미, 중국 곤명식물연구소 등이다. 3차 연도를 맞고 있는 사업단은 지금까지 추진해 온 한반도 종합식물지, 식물추출물은행, 종자은행, 유전자정보 데이터베이스 등의 사업을 강화하고 90여개의 연구과제를 지속적으로 지원할 계획이다.



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입력일시 : 2006-09-04 11:55