`유전자편집` 기술 치료제는 지금‥임상 단계이지만 가능성↑

 `유전자편집(Gene Editing)` 기술은 생명체의 유전체(Genome)에서 특정 DNA를 삽입, 삭제, 변형 및 치환하는 유전자 변형을 말한다.

 

이 `유전자편집 기술`은 질병 치료 뿐만 아니라 세포의 발생과정을 추적하는 바코드로 활용하는 등 광범위한 산업과 분야를 변화시킬 것으로 기대되고 있다.

 

DNA 인식 부위와 전달 효소의 특성에 따라 세대가 구분지어지며, 2003년 1세대 기술이 처음 등장한 이후 지속적으로 발전하고 있다.

 

최근 주로 이용되는 유전자편집 기술은 크게 4가지로 ZFNs(Zinc Finger Nucleases), TALENs(Trans cription Activator-Like Effector Nucleases), CRISPR/Cas system 및 메가핵산분해효소(Meganucleases)로 각각의 다른 특징을 보유하고 있다.

 

이중 기존 1, 2세대 유전자가위보다 정확도와 효율성이 획기적으로 높은 3세대 크리스퍼 유전가가위(CRISPR/Cas9)가 등장하면서 유전자가위 기술은 본격적으로 활용 범위를 넓히기 시작했다.

 

하지만 유전자편집 기술은 이제 막 본격적인 신호탄을 알렸다. 얼마전 유전자 편집기술을 사용한 쌍둥이 아이의 출산 등으로 윤리적 문제는 지속적으로 제기되고 있으며, 아직 각 나라별 관련 규정이 제대로 확립되어 있지 않을 뿐더러 통일되지 않았다는 것조차 걸림돌로 여겨지고 있다.

 

생명공학정책연구센터의 '글로벌 유전자편집 시장현황 및 전망'에 따르면, 유전자가위를 사용하여 유전체를 편집하는 방법으로는 크게 생체 내(In vivo)편집과 생체 외(Ex vivo) 편집으로 구분할 수 있다.

 

생체 외 편집은 체외로 세포를 꺼내 교정 후 체내로 재주입하는 방법이며, 생체 내 편집은 직접 생체 내에 유전자가위를 도입해 유전자를 교정하는 방법이다.

 

체외 편집기술은 체외로 꺼내어 배양이 가능하고, 다시 체내로 들어갔을 때 원래의 기능을 유지할 수 있는 세포에 한정돼 있어 조혈모세포나 줄기세포, 면역세포를 포함한 혈구 세포에 한정적으로 적용이 가능다.

 

그러나 대부분의 유전질환들은 체외로 꺼내는 방법을 사용할 수 없기 때문에 직접 체내에서 교정하는 방법을 사용하여 치료해야 한다.

 

CRISPR 기술을 활용한 치료제 다수가 임상시험 중이며, 신약 개발 과정(질병표적 확인 및 검증, 대규모 화합물 스크리닝, 유효물질 검증 등)에서 효율성과 생산성을 높일 것으로 기대된다.

 

대표적인 기업으로는 '크리스퍼 테라퓨틱스(CRISPR Therapeutics)'가 있다. 이 기업은 2017년 전년 대비 약 700% 증가된 매출을 기록했으나, 겸상적혈구질환 후보물질 'CTX001'에 대한 FDA의 임상 보류와 관련해 Vertex Pharmaceuticals와 협력 프로그램에 차질이 발생했다.

 

이 문제는 2018년 수혈의존성 베타-지중해빈혈 환자를 대상으로 CTX001의 임상 1/2상 시험이 개시돼 해결됐다.

 

미국 '상가모 테라퓨틱스(Sangamo Therapeutics)'는 화이자와의 협력으로 'SB-525'를 포함한 혈우병 A에 대한 재조합 아데노관련 바이러스(AAV) 유전자 치료법을 개발했다. 2018년 임상 1상/2상에서 긍정적인 예비 데이터 결과를 발표한 바 있다.

 

이어 1세대 유전자가위 ZFNs을 이용한 유전자편집 기반 치료제 개발 중이다. 현재 헌터증후군 환자을 대상으로 생체 내(in vivo) 유전자편집 기반 치료제의 임상시험이 진행 중이다.

 

'인텔라 테라퓨틱스(Intellia Therapeutics)'는 리제네론(Regeneron Pharmaceuticals)과의 CRISPR-Cas 유전자편집 기술 라이센스를 체결한 후, 간 질환 치료제를 개발중이다. 이 외에도 트랜스타이레틴 아밀로이드증(ATTR) 치료제의 생체 내 프로그램 진행 사항은 2018년 발표, 2019년 중 임상시험을 신청할 계획이다.

 

'에디타스 메디슨(Editas Medicine)'은 엘러간과 협력을 통해 치료제를 개발하고 있다. 이를 통해 엘러간은 레베르 '선천성 흑암시(LCA10)' 치료제 프로그램을 비롯, CRISPR/Cas9과 CRISPR/Cpf1 등을 기반으로 중증 질환을 표적으로 하는 최대 5개 프로그램의 개발 및 상업화 권리를 확보했다. 레베르 선천성 흑암시 10형 치료제 'EDIT-101'는 상용화 단계가 가까워진 상태.

 

이처럼 유전자편집 기술, 특히 크리스퍼 기술의 시장성이 높아지면서 선진국에서는 신약개발 및 유전자 치료제 개발에 필요한 R&D를 촉진하려는 정부차원의 노력을 펼치고 있다.

 

그러나 이와 동시 기술에 대한 안전성과 효율성, 인간배아 연구 등이 국제적 이슈로 대두됐다.

 

한 예로 지난해 11월 국제적인 논란을 야기한 '유전자편집 아기' 탄생 사건은 국제사회의 논의 및 가이드라인 제정 필요성을 촉구시켰다. 현재 국가별 유전자편집 기술에 대한 규제나 허용범위는 다르지만 말이다.

 

인간 유전자편집에 관련된 과학, 윤리 및 거버넌스를 논의하는 인간 유전자편집 정상회의(International Summit on Human Genome Editing)가 2015년 12월 1차로 개최된 후, 지난해 11월 행해진 것도 같은 맥락이다.  

 

세계보건기구(WHO)는 유전자편집과 관련한 가이드라인을 제정하기로 올해 2월에 결정했으며, 중국 정부는 유전자편집 기술과 관련된 생명공학 법안 초안 공개해 유전자 편집, 전달 및 조절과 관련된 기술을 '고위험군'으로 분류, 중국 내각 보건부의 관리를 받는다는 내용을 담았다.

 

뿐만 아니라 CRISPR 기술을 둘러싼 특허 소유권 분쟁은 이미 시작돼 관련 산업 활성화에 저해요인이 될 수 있다. 이는 관련 과학 및 경제 주체에 대한 적절한 조건 및 인센티브에 관한 여러 가지 문제가 발생할 수 있다.