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미국 GAO, 재생의료에 대한 기술영향평가

BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 24-33

 ■미국 회계감사원(GAO, United States Goverment Accountabiltiy Office), 재생의료에 대한 기술영향평가 보고서를 의회에 제출(2023.7월)

○ 세포, 조직, 장기 기능을 복원하거나 대체할 수 있는 혁신적인 의료 접근법인 재생의료는 급속히 발전하고 있으며, 이러한 변화가 의료 분야에 큰 변화를 가져올 것으로 예상

- GAO는 재생의료의 현재 기술과 미래 가능성에 대한 정보를 제공하고, 이 분야의 발전을 지원할 수 있는 정책적 대응 방안을 모색하기 위해 보고서를 작성

○ 재생의료는 증상만을 치료하는 방식에서 벗어나 근본적인 질병을 치료하거나 기능을 회복하는 방향으로 발전

- 고도의 개인 맞춤화가 가능하며 궁극적으로는 만성질환 및 불치병으로 간주되는 많은 증상을 관리하거나 치료하는 데 도움

    ※ 자신의 유전자나 세포를 사용하는 개인 맞춤형 치료 가능(당뇨병, 암, 노인성 황반변성 등의 치료에 활용)

 ■미국은 재생의료 관련 제품*을 생물학적 제제에 포함하여 ‘연방 식품, 의약품 및 화장품법’에 따라 FDA에서 규제

    * 세포치료제, 치료용 조직 공학 제품, 이러한 치료법 또는 제품을 사용한 복합 제품, 일부 유전자 치료제, 특정 인체 세포 및 조직 제품을 포함

○ 재생의료 제품은 FDA의 CBER(Center for Biologics Evaluation and Research, 생물의약품평가연구센터)에서 관할

- 두 개 이상의 규제 대상(예: 생물학적 제제와 의료기기)이 결합된 복합 제품의 경우 1차적으로 제품의 주요 작용 방식을 관할하는 센터에서 제품을 검토

   ※ FDA는 제품 유형에 따라 CBER 외에 약물평가연구센터(CDER), 의료기기 및 방사선건강센터 (CDRH) 등 다양한 센터에서 검토 절차를 처리

○ 미국 FDA는 1998년 피부 궤양 치료를 위한 피부 이식용 조직공학 제품을 최초로 허가

-기술 발전과 함께 재생의료 제품*에 대한 신약 적용 건수와 임상시험 중인 제품 수 증가

    * 혈액암 치료를 위한 세포치료제와 겸상적혈구 질환 치료를 위한 유전자치료제 등이 포함

-이러한 발전에도 불구하고 허가된 재생의료 제품의 수는 여전히 소수이며, 재생의료 제품은 단일클론 항체와 같은 특정 생물학적 제제보다 더 복잡

   ※ 기존 생물학적 제제와 달리 세포와 조직은 살아 있고 끊임없이 변화하며 사람마다 가변적임

-최근 법률*은 의료제품 개발을 가속화하여 환자에게 새로운 혁신과 발전을 더 빠르고 효율적으로 제공할 수 있도록 개선

    * 21세기 치료법은 ‘재생의료 첨단치료제(RMAT)’ 지정과 같은 특정 재생의료 치료법에 대한 FDA의 신속한 평가 절차를 마련

○ 이 보고서에서는 질병이나 부상으로 인해 상실된 신체 기능을 회복하기 위해 현재 사용 중이거나 개발 중인 기술을 논의하나, 모든 기술을 포괄하는 것은 아님

- 생체모사 칩 장치(organ-on-a-chip devices)와 같이 연구 목적, 테스트 또는 진단에 사용되는 기술은 포함하지 않음

○ GAO는 재생의료에 대한 연구비, 인력 및 교육, 장기 이식 시스템 관련 문제를 사전 연구하였으며,

- 과학 및 정책 문헌 검토, 연방기관 관계자 및 정부, 학계, 산업계, 비영리 부문, 환자 단체와 같은 최종 사용자 그룹의 전문가 인터뷰, 전문가 회의를 통한 객관적 논의를 통해 평가 수행

    ※ 2021년 9월부터 2023년 7월까지 기술 평가와 관련된 GAO 품질 보증 체제의 모든 부문에 준하여 평가

○ GAO는 재생의료의 발전 가능성을 평가하고, 기술 발전을 통해 의료 분야의 혁신을 이끌 수 있는 방안을 모색하는 데 중점을 두고 보고서를 작성

- 재생의료의 현재와 미래기술을 살펴보고, 식별된 도전과제를 통해 정책적 수단을 제안

 ■세포 기반 재생의료 기술은 환자 자신의 세포 또는 기증자의 세포를 이용하여 다양한 질병의 치료법을 개발

○ 줄기세포치료제

- 줄기세포는 60여 년 전 최초의 골수 이식 이후 손상된 세포를 대체하고 신체 기능을 회복하거나 개선하는 데 사용

- 빈혈이나 혈액암 환자에게 줄기세포를 주입하는 조혈모세포이식, 안질환 환자를 위한 조직 이식 및 화상 환자를 위한 피부 이식에도 사용

- 인간 배아 줄기세포 사용에 대한 논란으로 인해 연구자들은 유전자편집 기술을 특정 세포(적혈구 또는 백혈구)와 성체 줄기세포에 적용

○ 유전자편집 세포치료제

- 유전자편집 세포는 크리스퍼와 같은 유전자편집 기술을 사용하여 특정 단백질을 코딩하는 유전자를 변경하는 방식

- 대표적으로 CAR-T 세포치료제*는 혁신적인 면역항암치료제로, 표준치료가 효과적이지 않거나 암이 재발하는 환자를 위한 치료 대안으로 부상

    * 키메라 항원 수용체(CAR) T세포는 환자 자신의 면역세포를 유전자 편집하여 체내 특정 유형의 암세포를 표적으로 삼아 죽이는 세포

   ※ 2017년 최초의 CAR-T 세포치료제에 대한 FDA의 허가를 시작으로 다양한 유형의 혈액암에 대해 최소 6개의 치료법 허가(2022.3월 기준)

○ 유전자편집 줄기세포치료제

- 유전자편집과 줄기세포의 결합은 유전 및 희귀질환의 치료법 개발에 도움

- FDA는 베타 지중해 빈혈(beta-thalassemia)이라는 혈액질환에 대한 최초의 유전자편집 줄기세포치료제를 허가(2022.8월)

   ※ 겸상 적혈구 빈혈증에 대한 유전자편집 줄기세포치료제 허가(2023년 12월) 및 겸상 적혈구 질환 및 당뇨병에 대한 임상 1상 및 2상 시험이 진행 중

■조직공학 기술은 생체 호환성 재료(하이드로젤 등)와 세포를 결합하여 특정 조직의 기능을 복원하거나 강화

○ 생체 적합성 재료

- 천연 또는 인공적인 재료에서 유래하며, 환자에게 이식 시 구조적 지지체 역할을 하여 손상된 조직을 지지하거나 대체하는 데 사용

- 재생의료를 크게 발전시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있지만 활성 및 성능에 대한 데이터가 부족하기 때문에 환자 안전을 보장하기 위해 면밀한 모니터링과 테스트가 필요

○ 복합제품

- FDA에서 규제하는 두 가지 이상의 성분으로 구성된 제품으로, 살아있는 세포와 생체 적합성 물질이 모두 포함된 조직공학 제품은 복합제품으로 분류

- 복합제품은 세포와 조직에 구조·기능적 변화를 일으킬 수 있는 노화 관련 질환을 해결하는 데에 기여 가능

   ※ 노화 관련 황반변성(AMD)을 치료하기 위한 줄기세포치료제가 개발 중

■실제 장기와 유사한 구조와 기능을 가진 조직을 만드는 연구가 진행 중

○ 3D 바이오프린팅

- 3D 프린팅으로 이식 가능한 구조물을 제작하는 기술로, 잉크로 사용되는 재료에 세포가 포함될 수도 있고, 프린팅 완료 후 세포 추가 가능

- 3D 프린팅된 생체 적합성 소재와 환자 자신의 뼈 세포를 결합하여 손상된 뼈를 맞춤형으로 대체할 기술이 개발 중

   ※ 동물실험을 통해 조직공학과 3D 바이오프린팅을 결합하여 뼈를 만드는 연구가 진행 중이며, 이식된 재료에 혈관을 만들고 더 강하고 유연한 재료를 개발하는 등의 연구가 필요

- 그러나 현재 FDA 지침은 바이오프린팅 제품의 규제 방식을 명확하게 설명하지 않아 일부 기업이 3D 프린팅과 같은 새로운 제조기술 사용을 주저할 수 있다고 지적

○ 오가노이드

- 오가노이드는 인공적으로 성장한 작은 세포 또는 조직 그룹으로, 실제 장기와 조직 구조를 모방하여 기초연구와 치료법 혁신에 상당한 잠재력을 보유

- 연구 기술로서 더 정확하게 인간의 질병을 모델링하여 기전 연구와 임상 적용 연구를 촉진

   ※ 심장, 간, 뇌, 신장 등 여러 종류의 인체 조직으로부터 성공적으로 생성되어 기초 연구와 신약개발 단계에서 사용

- 치료제로서 단순한 생물학적 제품보다 더 복잡한 기능을 수행

   ※ 췌장 오가노이드는 제1형 당뇨 환자의 인슐린 생산 능력을 회복시켜 질병을 치료할 수 있는 가능성 제시, 임상 1상과 2상 시험이 진행 중

○ 실제 크기 장기(Full-size organs)

- 임상용 실물 크기의 인공 장기는 초기 연구개발 단계로, 산소, 영양분, 면역세포를 몸 전체로 운반할 수 있는 혈관 시스템을 갖춘 장기의 설계를 연구 중

   ※ 환자의 세포와 생분해성 스캐폴드를 사용한 인공 방광을 이식하여 척추 이분증으로 인한 방광 손상 치료

■표준화는 신속하고 효과적인 기술 개발을 촉진하지만, 재생의료에 대한 표준은 상대적으로 미흡

○ 기술 복잡성

- 재생의료 제품은 생물학적 복잡성이 높고, 개인별 맞춤화가 가능해야 하기 때문에 일반적인 제조 제품과는 달리 고유의 특성을 보유

- 이로 인해 표준화 작업이 어렵고, 기술이 급속도로 발전함에 따라 지속적으로 표준을 갱신하고 적용할 필요

○ 표준 개발의 어려움

- 재생의료는 기술의 복잡성으로 인해 여러 분야의 전문지식이 필요

- 표준 개발 과정에서 각 이해관계자가 동의하지 않은 표준은 채택이 어려움

○ 합의 도달의 어려움

- 재생의료 표준은 산업 전반에 걸쳐 널리 수용되어야 하며, 이를 위해서는 광범위한 합의가 필요

- 그러나 기존 인프라나 기술을 보유한 기업들은 새로운 표준이 자신들의 시장 지위에 영향을 미칠 수 있다고 인식할 경우 합의에 소극적일 수 있음

○ 표준 관련 인프라의 부족

- 적절한 표준을 개발하고 유지하기 위해서는 전문 조직과 인프라가 필요

- 그러나 신기술의 특성 상 전담기관이 부족하여 표준화 작업이 더디게 진행

○ 측정 과학의 발전 필요성

- 재생의료 제품의 안전성과 효능을 평가하기 위해 필요한 정밀 측정 기술은 아직 충분히 발전하지 않은 상태

- 이는 표준 개발에 있어 정확하고 신뢰할 수 있는 측정 기준을 마련하는 데에 걸림돌로 작용

■재생의료에 대한 규제 관련 과제는 다양한 영역에서 해결 필요

○ 규제 전문성 부족

- 재생의료 제품 개발자(특히 스타트업이나 소규모 기업)들은 내부에 전문적인 규제 부서를 갖추지 못한 경우가 많아 FDA의 복잡한 규제 절차를 이해하고 준수하는 데 필요한 전문 지식이 부족

○ 복잡한 규제 프레임워크

- 여러 FDA 센터와 규제 경로를 거쳐야 할 수 있으며, 이는 제품 분류와 승인 경로를 이해하는 데 어려움을 초래. 특히 조합 제품의 경우 어떤 규제 체계에 속하는지 파악하기 어려움

- FDA는 가속 승인, 우선 심사 지정, 치료 혁신 지정 등 여러 가속 프로그램을 운영하고 있으나, 이러한 프로그램들 간의 관계와 각각의 적용 조건을 이해하는 것이 복잡

○ 적절한 규제 경로의 부재

- 신기술과 치료법이 등장함에 따라 현재의 규제 경로가 이러한 기술들을 효과적으로 관리하기에 부적합

- 제품 개발자가 적절한 규제 정보를 얻기 위해 더 많은 노력을 기울여야 하는 상황

○ FDA 및 협력 기관의 인력 부족

- 제품 검토 및 승인 과정의 지연을 초래하며, 특히 신기술 분야에서 더 큰 문제가 됨

○ 무허가 줄기세포 제품

- FDA의 승인을 받지 않은 줄기세포치료제가 유통되고 있으며, 이는 환자 안전을 위협하고 규제 프레임워크의 혼란을 야기

- 규제 당국이 이러한 제품을 감독하고 관리하는 데 어려움을 겪을 수 있음

■제조 관련 도전과제는 재생의료 분야의 복잡성과 기술적 어려움을 반영

○ 제품 일관성 및 재현성 유지

- 재생의료 제품(특히 살아있는 세포나 조직을 사용하는 제품)은 매우 복잡하며 일관성과 재현성을 유지하기 어려움

- 세포와 조직은 생물학적으로 변동성이 크고 사람마다 다르게 반응할 수 있어, 대량 생산 시 품질을 일정하게 유지하는 것이 중요한 도전과제

○ 대규모 생산

- 재생의료 제품은 맞춤형으로 제작되거나 특정 환자의 세포를 사용하여 개발

- 이러한 특성 때문에 대규모로 생산하기 어려우며, 이는 제조 비용을 증가시키고 제품의 상업적 확장을 제한

○ 고도의 기술 요구

- 재생의료 제품 제조는 3D 바이오프린팅, 세포 배양, 유전자편집 등 고도의 기술을 요구하며, 정밀한 기술과 첨단 장비가 필요

- 이러한 기술들을 적절히 관리하고 실행하기 위한 전문지식과 인프라가 필수적

○ 규제 준수

- 제조 과정에서 FDA와 같은 규제 기관의 엄격한 기준과 규정을 준수해야 함

- 재생의료 제품의 경우, 특히 생체 호환성, 안전성, 효능 등을 입증해야 하며, 이는 제조 과정에 추가적인 복잡성과 비용을 초래

○ 인프라 및 자원 부족

- 적절한 제조 인프라와 자원의 부족은 재생의료 제품의 상업화를 어렵게 만드는 부분

- 특히 신생 기업이나 소규모 연구소에서는 초기 투자 비용이 매우 높을 수 있으며, 이는 기술 개발과 제품 출시를 지연시킬 수 있음

■표준 개발에 대한 투자 증대

○ 재생의료 기술 발전과 적용을 촉진하기 위해 표준화 작업에 대한 투자 확대

- 표준 개발에 필요한 자금을 제공하고, 관련 기관과 조직에 지원을 확대하여 재생의료 분야의 표준화 작업을 촉진

   ※ 예를 들어, 국립표준기술연구소(NIST)와 같은 기관은 산업계와 협력하여 필요한 측정 기준과 표준을 개발

- 측정 과학과 기술 표준에 대한 연구개발 지원을 통해 장기적으로 제품 개발의 질을 높이고, 환자 안전을 강화하는 데 기여

■규제 전문가와의 상호작용 촉진

○ 재생의료 분야의 초기 개발자들이 규제 과정을 더 잘 이해하고 준수할 수 있도록 FDA나 산업계의 규제 전문가와의 상호작용을 활성화

- 기업들은 규제 프로세스에 대한 더 나은 이해를 얻고, 필요한 문서 작업, 테스트 및 데이터 제출 요구사항을 더욱 효과적으로 관리

   ※ FDA와 같은 규제 기관은 사전미팅(pre-submission meetings)과 같은 형식을 통해 기업들에게 자문을 제공

■측정 과학 연구에 대한 일관된 지원

○ 재생의료의 표준화와 기술 발전을 지원하기 위해 측정 과학 연구에 대한 지속적인 투자가 필요

- 이는 제품의 품질과 안전을 보장하는 데 필수적인 정확하고 신뢰할 수 있는 측정 기준을 개발하는 데 중요하며, 장기적으로 재생의료 기술의 상용화를 촉진

■규제 프레임워크 평가 및 개선

○ 기존 규제가 신기술의 특성과 요구를 반영하지 못하는 부분을 확인하고, 이를 개선할 수 있는 구체적인 방안을 제시

- 유연한 규제 접근 방식을 도입하여 기술 발전에 따라 규제가 신속하게 조정될 수 있도록 하여 혁신을 촉진하고 환자에게 더 빠르게 혜택을 제공

■재생의료 제품의 제조 공정 개발 지원

○ 제조혁신센터나 산업 클러스터를 구축하여, 재생의료 제품 제조에 필요한 첨단 장비와 전문지식을 공유할 수 있는 플랫폼을 제공

○ 시작 재료의 품질을 보장하기 위해 엄격한 품질 관리 기준과 절차를 설정

- 이는 원재료의 수입 단계에서부터 처리, 보관, 사용에 이르기까지 모든 단계에서 일관된 기준을 적용하는 것을 포함

○ 재생의료 제조 분야에서 필요한 기술 인력을 양성하기 위한 교육 및 훈련 프로그램을 지원

...................(계속)