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[바이오리포트] ‘영장류 모델동물’ 수입에 의존…국내 생산 인프라 절실

김지수 / 한국생명공학연구원 영장류자원지원센터장

생명과학에 대한 연구는 많은 분야가 있으며 다양한 방법을 통해 과학적 사실을 밝히고자 노력하고 있지만, 그중 실험동물을 이용한 과학적 증명과 해석은 필수적이다. 이를 위해 오래전부터 과학자들은 실험동물을 이용하여 인간에게 필요한 의약품(치료제 및 백신)을 개발하기 위해 노력하고 있다. 특히, 인간에게 사용되기 위한 전임상 단계에 있는 의약품의 검증을 위해서는 모델동물 자원을 통한 검증단계는 불가피하다. 독일에서 개발된 입덧 방지약물인 “탈리노 마이드”가 설치류에서는 부작용이 없어 판매가 허용되었지만 이후 이 약을 먹은 임산부의 아기들이 팔다리가 기형으로 태어나는 이례없는 사태를 겪은 이후, 인간과 유사한 영장류에서의 검증 등 모델동물을 이용한 전임상평가의 중요성이 부각되었다.

모델동물이란, 인간 질환과 생명현상 연구를 위해 사용 또는 사육되는 동물을 말하며, 실험동물(척추동물)보다 범위가 확대된 개념으로 실험동물에 포함되지 않은 초파리, 예쁜꼬마선충까지 전체적으로 아울러 포괄한다. 그 중에서 질환동물은 사람질환의 임상증상을 나타내는 실험동물로써, 자연발생적으로 나오는 동물 및 인위적인 방법(약물투여 및 유전자 조작 등)을 통해 만들어지는 동물을 말한다.

전 세계적으로 새로운 의약품들이 나오고 있지만 이런 의약품들이 사람에게 사용되기까지는 많은 단계의 검증을 한다. 그중에서도 동물을 이용한 독성 및 안정성에 대한 평가를 거치고, 이를 통과한 의약품들이 사람에게 임상평가를 진행할 수 있으며, 여러 단계의 임상평가를 통과해야만 정식으로 사람에 대한 사용 허가를 받을 수 있다. 예를 들어, 현재 가장 이슈가 되고 있는 코로나-19로 인한 팬데믹 상황에서 백신과 치료제 개발이 진행되었다 하더라도 모델동물을 통한 검증 없이 사람에게 바로 사용한다면, 이로 인한 예상치 못한 수많은 부작용이 발생할 수 있다는 위험을 감수해야 한다. 이런 위험한 상황을 방지하기 위해 모델동물을 이용한 전임상단계에서의 후보물질 평가가 중요하다. 특히 코로나-19 극복을 위해 치료제 및 백신 개발에 이러한 질환모델들이 사용되고 있으며, 한국생명공학연구원은 2020년 6월 세계에서 네 번째로 코로나-19 감염 영장류 모델을 개발하였으며 이를 이용한 후보물질 유효성 평가를 수행하고 있다. 또한 마우스, 패럿 등 설치류와 햄스터 등 포유류를 대상으로 한 코로나-19 치료제 및 백신 후보물질에 대한 효능 평가를 수행하고 있다.

현재 연구분야에서 이용되고 있는 모델동물 중 인간과 유전적으로나 생리학적으로 인간과 유사성이 높은 영장류는 분류학상 인간과 같은 영장목에 속해 있으며, 주로 사용되고 있는 영장류에는 Macaque속에 속하는 게잡이원숭이(Cynomolgus monkey, Macaca fascicularis)와 붉은털 원숭이(Rhesus monkey, Macaca multatta) 등이 있다. 특히, 모델동물로 사용되는 다른 동물 중 코로나-19 감염이 가능하여 치료제 및 백신개발에 모델동물로 사용되고 있다. 이처럼 사람과 유사성이 높고 팬데믹 상황에서 즉각 인간을 대체할 수 있는 모델동물에 대한 재평가가 이루어지고 있다.

국내에서도 이런 영장류 자원의 중요성을 인지하여 준비하였지만, 아직 선진국들에 비해 많이 부족한 상태이다. 미국의 경우 총 7개의 국가영장류센터와 20여개의 자원센터를 운영 중에 있으며, 전임상연구 및 뇌질환 기초연구 등에 활용하고 있다. 일본의 경우도 2개의 영장류 센터를 운영 중이며, 유럽에서도 영국, 프랑스, 독일, 네덜란드, 이탈리아 등 EU 전역에서 8개의 영장류 시설을 보유 중이다. 중국의 경우 41개의 영장류 시설을 운영하며 자체 번식을 통해 원숭이를 생산해 세계 각국으로 수출하는 영장류 수출 강국으로 자리매김하고 있다. 하지만 코로나-19 팬데믹 사태 이후 세계 영장류의 80~90%를 수출하고 있는 영장류 최대 수출국인 중국에서 야생동물 수출 금지 조치를 시행한 이후 영장류 자원에 대한 공급문제로 인해 그 가격은 천정부지로 높아지고 있다. 또한 동물보호단체의 활동으로 많은 항공사들이 연구를 위해 영장류를 비행기에 태워 수송하는 것을 거부하는 사태로 이어지고 있으며, 이로 인해 해외 수입이 많이 제한된 상태이다. 이에 대응하기 위해 미국 정부는 생물의약 연구를 위해 원숭이를 수용하는 미국 내 7개의 영장류센터에서 더 많은 원숭이를 번식시키기 위한 막대한 투자를 진행하고 있다고 밝혔다.

이러한 여러 가지 어려움과 논란에도 불구하고 2018년도에 개소된 한국생명공학연구원의 영장류자원지원센터는 약 3,000마리의 영장류를 수용할 수 있으며, 사회성을 가지고 있는 영장류의 특성을 반영하고 동물복지를 위해서 10~15두 내외의 그룹사육을 할 수 있는 국내 최초의 시설을 보유 중에 있다. 또한 원숭이들이 넓은 공간에서 활동할 수 있는 캐슬동을 통해 영장류들의 스트레스를 최대한으로 줄이고 자연상태와 유사한 환경을 만들어주고자 한다. 또한 연간 1회 이상의 영장류 건강상태를 혈액조직분석을 통해 분석하고 세균 및 바이러스·미생물모니터링을 통해 SPF (Specific-pathogene free; 특정병원체부재) 영장류 자원 확보 및 건강한 영장류의 유지와 관리에 힘쓰고 있다. 이를 통해 국내에서도 세계에서 네 번째로 영장류 코로나-19 감염모델을 만들어 백신 및 치료제 개발 전임상 평가에 지원하였으며, 신속하게 임상으로 연결할 수 있는 발판을 마련하였다.

수입에 의존적인 영장류 자원의 지속적인 지원을 위해서는 국가시스템이 필요하며, 영장류 자원의 국내 생산을 위한 인프라 시스템 구축이 무엇보다 절실하다. 이처럼 모델동물은 많은 과학적인 기반과 연구자들의 노력이 결집되어야 가능한 자원이며, 과학의 발전을 통해 같이 성장할 수 있어야 한다.

현재 국가에서 범부처 차원의 모델동물 클러스터 선진화를 추진하여 진행하고 있으며, 수요 중심 인프라 구축과 관리체계 표준화를 통한 국제 수준의 모델동물 자원 공유·활용 지원을 목표로 운영하여 2023년까지 모델동물 관련 정보 공유가 가능한 통합 플랫폼을 구축하고, 소재 은행뿐만 아니라 국내 연구자가 보유한 자원의 정보 인프라를 한데 모은다는 목표를 가지고 있다. 또한 2024년도부터 2026년도까지는 모델동물 자원의 분양·활용 등 전 단계를 지원하는 원스톱 서비스를 구축한다는 계획으로 사업 성공을 위해 노력하고 있다. 한국생명공학연구원 실험동물센터와 KMPC 사업단은 모델동물 중앙은행의 역할을 맡고 있으며, 그 중 영장류 모델동물은 한국생명공학연구원 영장류자원지원센터가 거점은행 역할을 맡고 있다. 이를 통해 생명연구에 대한 모델동물의 지원을 통해 큰 보탬이 될 것으로 전망된다.

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