흑염소 '메디' 젖에서 고가 의약품 생산 성공

- 동물 젖을 이용한 사람 백혈구 증식으로 난치병 치료의 길 열려 -

G7 學·硏·産 협력연구의 쾌거;

카이스트 의과학연구센터 / 생명공학연구소 / 충남대학교 / 한미약품(주)

【개 요】

우리나라 토종 흑염소가 살아있는 고가 의약품 생산 공장으로 본격 가동하게 되었다. 사람 백혈구 증식인자를 가진 형질전환 흑염소 '메디 (Meddy)'가 지난해 4월에 世界 最初로 태어난 바 있는데 최근에는 메디가 건강한 새끼를 출산하였다. 메디의 젖에서 다량의 「백혈구 증식인자 (G-CSF ; Granulocyte Colony Stimulating Factor)」가 생산되고 있음이 확인되어 이는 우리나라 뿐만 아니라 세계적으로도 획기적인 형질전환동물 연구의 결실이라고 할 수 있다. 따라서 이번 연구결과는 생명과학 기초연구가 실용화 단계로 본격적으로 접어들었다는 점에서 의미가 크다고 하겠다. 이번 연구는 카이스트 (KAIST) 의과학연구센터 유욱준 (兪昱濬) 교수팀과 생명공학연구소 이철상 (李喆祥), 이경광 (李景廣) 박사팀, 충남대학교 신상태 (申相泰) 교수팀이 한미약품(주)과 함께 지난 '94년부터 과학기술부의 선도기술개발사업 (G-7)의 일환으로 5년간 수행한 결과이다. 본 연구팀은 메디 이외에도 메디 II (수컷)와 올해중 출산예정인 20여마리중 메디 III 또는 IV까지 있을 것을 고려하면 형질전환 1세대 동물은 충분하다고 본다. 한편 형질전환 메디 연구와 병행하여 복제 메디 연구를 지속적으로 수행하여 본격적인 G-CSF 양산 체제에 돌입할 전략을 구축중이다. 한미약품(주)에서는 이미 제품화에 필요한 단백질 정제 설비 등을 갖춰놓고 상품화를 위한 후속연구에 박차를 가하여 2001년 초에 임상시험에 착수할 수 있도록 만반의 준비를 하고 있다.

【G7 프로젝트 협력 연구】

이 연구는 G7 프로젝트의 하나로 '94년부터 5년간 정부로부터 11억원, 한미약품(주)으로부터 7억원, 총 18억원의 연구비를 들여 수행한 연구이다. 형질전환 흑염소 탄생을 위하여는 ▲ 유전자 수준의 연구 ▲ 수정란 수준의 연구 ▲ 동물수술 수준의 연구가 삼위일체되어야만 가능하다. 유전자 수준의 연구는 카이스트 의과학연구센터 유욱준 교수팀에서, 수정란 수준의 연구는 생명공학연구소 이철상, 이경광 박사팀에서 주도하여 수행하였다. 충남대학교 수의과대학에서는 신상태 교수의 책임하에 1,000회 이상의 흑염소 수술을 수행한 바 있다. 한미약품㈜은 임성기 (林盛基) 회장의 직접적인 지휘로 이 연구를 추진해 온 바 있으며, 그동안 활발한 연구개발 활동으로 국외 유수의 다국적 기업에 여러 건의 기술수출을 성공시킨 바 있는 개발력이 뛰어난 제약기업으로 본 연구 결과를 활용하여 앞으로 본격적인 공정 및 제품화 단계의 연구를 수행하게 된다. ▲ 젖으로부터 G-CSF 단백질 정제연구는 쉽게 그 기술이 확립되고 있다. 흑염소의 젖에 이미 시판되고 있는 G-CSF를 섞은 것을 시료로 하여 정제연구를 수행한 결과 매우 간단한 방법으로 순수정제가 가능하였으며 이러한 구축된 기술이 메디 젖으로부터의 G-CSF 대량 정제에 응용될 것이다.

【경제적 가치】

G-CSF는 1g에 소매가로 9억원이나 하는 고가 의약품이며 세계 시장규모가 연간 14억 달러 (1조 7천억원) 정도이고 국내시장도 150억원에 이르는 가장 중요한 단백질 의약품중의 하나이다. 현재 수입해서 시판되고 있는 G-CSF는 주로 대장균에서 발현시킨 것으로써 그 효능은 있으나 사람의 G-CSF와는 다소 다른 구조를 하고 있다. 시판제품으로는 미국의 암젠사와 일본의 쥬가이제약 제품이 있으며 1회 (400 ㎍) 주사하는데 드는 가격은 26만원 정도된다. 이번에 '메디'의 젖에서 확인한 G-CSF의 양은 충분한 경제성이 있는 것으로 판단되며 본 연구결과가 임상실험을 거쳐 상품화되면 막대한 경제적 이익을 가져다 줄 것으로 예측된다.

【재래 흑염소의 장점】

흑염소는 아직도 우리 나라 오지에서 야생하고 있는 우리 고유의 재래종이다. 따라서 질병이 거의 없으며 그 사육이 간편하고 경사진 곳에서도 잘 자란다는 이점이 있다. 하지만 젖소 등 가축과 달라 실험을 위해 알아야 하는 생리현상 규명에 첫 2년이 소요되는 어려움도 있었다. 흑염소는 한국재래종인 관계로 특허 분쟁을 피해 나갈 수 있는 등 장점이 많고 임신기간이 5개월로 젖소의 10개월보다 훨씬 빠르다. 형질전환된 흑염소끼리 교배하여 더 효율이 좋은 흑염소를 만들기 위하여는 임신기간이 짧은 것이 매우 유리하게 작용한다. 메디의 2세대부터는 상호교배를 통하여 젖에 보다 많은 양의 G-CSF를 포함한 흑염소를 선택해 나가는 일과 우량 흑염소 암컷을 복제하는 전략을 사용할 것이다.