COVID-19 백신과 치료제 개발은 언제 가능할까

2020년 4월, COVID-19는 전세계 1백만 명 이상이 확진된 것으로 확인되었다. 그 중 52,000의 사망케이스가 발표되었으며, 200여개의 나라에서 발생이 되었다. 3월 27일 이후로 서구권 나라에서 급속히 증가하였으며, 4월 2일까지 보고된 바에 의하면, 38%가 미국, 52%가 유럽에서 보고되었다. 클래리베이트의 생명과학분야 솔루션인 코텔리스(Cortellis)는 전세계 COVID-19 치료제 및 백신 개발현황을 분석했으며, 코텔리스의 인공지능 예측 모듈을 활용해 실제로 COVID-19의 치료제와 백신은 언제 개발될 수 있을지에 대해 알아본다.

NIAID의 VRC(vaccine research center)와 협업하에 고안된 백신으로 2020년 전임상 데이터를 보고하였으며, 동물모델에서 예방효과가 입증되었다. 길리아드 개발중인 렘데시비르(REMDESIVIR)의 개발 예상은 2020년 3월 6일 임상 3상을 시작하였으며, 현재 미국내 환자 모집의 가속화와 맞물려 2.5년 안에 89%의 성공률로 시장화될 것으로 예측되고 있어 가장 빠른 치료제의 선두주자이다.

□ COVID-19 치료제 및 백신 개발현황

지난 4월 8일 기준으로 코텔리스를 통해 조사한 결과 185개의 회사, 연구소, 대학에서 156개의 약물을 개발한 것으로 나타났다. 이는 3월 17일 대비하여, 3주만에 약 86개의 개발 약물이 증가하고, 100개의 개발사가 증가하는 등 가파른 개발 상승선을 타고 있다.

개발 지역별로 살펴보면, 미국에서 83개, 중국에서 34개가 개발 중이며, 국내에서는 3번째로 13개의 약물 개발이 이루어지고 있다.

글로벌 파이프라인에 따른 약물단계를 보면, 46%가 후보물질단계, 42% 전임상, 11% 임상단계, 1% 개발 중단된 단계로서 88%가 여전히 임상 이전의 초기단계에서 개발되고 있는 것으로 확인되었다.

그림 2. COVID-19 질환의 타겟지도 (출처: Cortellis Drug Discovery Intelligence (구 Integrity))

□치료제 현황

클로로퀸(Chloroquine): 1949년 사노피가 말라리아 대상으로 개발된 약물로 현재 COVID-19에 대해 임상시험 진행중이다.

◇렘데시비르(Remdesivir)

길리어드 사이언스가 에볼라 바이러스 감염질환 대상으로 개발한 약물로 nucleoside RNA polymerase inhibitor로 COVID-19에 대해 FDA가 IND(전임상에서 임상으로 넘어가겠다고 하는 서류)를 승인하였고 NIAID (National Institute of Allergy and Infectious Diseases)의 지원하에 네브라스카 의과대학(University of Nebraska Medical Center, Omaha)에서 COVID-19대상으로 임상시험을 진행하고 있는 약물이다. 하지만 COVID-19가 글로벌 팬더믹으로 지정되면서 3월 25일 길리어드사는 희귀 약물 지정안(orphan designation)을 사실상 철퇴하였다. 일부 여론에서는 길리어드사가 희귀약물 지정이 최근 팬더믹으로 번진 비상사태에서 회사의 수익을 위해 독점권을 빠르게 확보하는 것처럼 보일 수 있다는 점을 우려하여 이를 철퇴한 것이 아닌가 하는 의견도 있었다.

◇파비피라비르(Favipiravir)

후지필름 토야마 케미컬이 인플루엔자 대상으로 개발한 RNA polymerase inhibitor로서 COVID-19 환자대상으로 효과를 보이고 있으며, 중국정부에 의해 COVID-19 치료제로서 지원되고 있다.

그림 3. COVID-19 관련 약물 개발현황 (출처: Cortellis Competitive Intelligence)

□ 백신 개발 현황

◇mRNA-1273

모더나(Moderna)와 협업을 통해 NIAID가 COVID-19 백신으로서 개발 중이며, NIAID에 의해 지원을 받고 있으며 KPWHRI (Kaiser Permanente Washington Health Research Institute)에서 임상 1상 진행중이다.

◇LV-SMENP-DC

SAR-CoV-2 바이러스의 Spike 당단백질에 대한 백신으로서 Shenzhen Geno-Immune Medical Institute가 개발중이며, 임상 2상 진행중이다.

◇INO-4800

INOVIO Pharmaceuticals가 COVID-19에 대해 백신 개발중이며, 2020년 초기에 전임상이 시작되었고 4월에 임상을 시작할 것으로 예상됨. CEPI로부터 $9 million, 빌앤멜린다게이트 재단(Bill & Melinda Gates Foundation)으로부터 $5million을 지원받았음.

□한국의 COVID-19 치료제 및 백신 개발:

국내 회사에서 개발하는 8가지 약물의 경우 2개는 후보물질 연구단계에, 6가지는 전임상 단계에서 개발중이다.

셀트리온(Celltrion)이 개발하는 S-protein 조절자(modulator) 단일클론항체 경우 2020년 3분기에는 임상을 시작할 계획으로 알려져 있다.

이뮨메드(Immune Med)가 개발하는 키메릭 인간화된 바이러스 억제인자 (chimeric humanized virus suppressing factor)도 단일항체로서 2020년 2월에 COVID-19에 대한 전임상 단계로 진입하였으며, 2020년 2월 COVID-19환자 대상으로 임상 진행을 MFDS로부터 승인받았습니다. 이 약물의 경우 2011년도에 바이러스 감염치료제로서 개발을 시작하여 2018년 11월에 임상 1상을 시작하였고 2020년 4월에 결과가 나올 것으로 예상되며, 이때 Hepatitis B 환자 대상으로 임상 2상을 진행할 계획으로 알려져 있다.

엔지켐 생명과학(Enzychem Life Science)에서는 모세디피모드(PLAG; mosedipimod)를 개발중이며, 임상 1상 진입을 2020년 3월에 계획하면서 미국, 중국, 한국에서 COVID-19에 대해 공동 개발 파트너 및 라이센싱 아웃 비전을 발표했다.

코미팜(komipharm)의 경우 전립선암, 비호치킨 림프종, 뇌암, 전이성 폐암 등 11개의 암 분야에 대해 치료제로서 개발중이었던 일반합성의약품KML-001 약물을 COVID-19인 다른 적응증으로 개발한다고 발표했다.

부광약품에서 COVID-19 치료제로 개발중인 Clevudine은 일반합성의약품으로서 hepatitis B virus 감염 치료제로서 국내 판매중이며, 2020년 3월 in vitro 실험데이터를 발표함으로써 COVID-19치료제로서 개발을 시작되었다.

이노비오 제약(Inovio pharmaceuticals)에서는 진원생명과학(geneone life science), 베이징 어드백신 바이오테크놀로지 (Beijing Advaccine Biotechnology)과 함께 미국, 중국, 한국에서 COVID-19 백신에 대해 개발하고 있으며 전임상 단계에서 연구 진행중이다.

제넥신과 바이넥스는 COVID-19 DNA 백신 GX-19 공동개발을 위해 상호 양해각서를 13일 체결하였고 전임상 단계의 개발을 현재 진행중이다. SK 바이오사이언스(SK Bioscience)는 COVID-19 후보물질을 도출하였고, 3월 23일 전임상단계 개발을 시작했다.

□COVID-19의 악재에서 우리의 대응하는 자세

COVID-19는 변종 코로나 바이러스로 최근 변종 바이러스의 유전체 서열(genome sequence)과 인간에게 침입하여 복제하는 경로가 밝혀짐에 따라 백신과 치료제 개발에 청신호를 보내고 있다.  COVID-19는 전세계적 유행병으로 번지면서 인류의 위협이 되는 만큼 학계, 정부연구소, 규제기관, 제약사, 바이오텍에서는 연구, 개발, 인허가 등 다양한 측면에서 협업을 통해 COVID-19의 사태 해결을 위한 치료제 및 백신 개발에 몰두하고 있으며, 그 비지니스는 가파르게 커지고 있다.

전세계 개발사는 3월 17일 이후 87%가 증가하며 4월 8일 기준 185개의 회사가 개발에 뛰어들었으며, 실시간 업데이트되는 뉴스를 감안하면 이보다 더 많아질 것으로 추정됩니다. 또한 국내에서는 8개의 회사가 개발중이라고 밝혀 미국, 중국, 캐나다에 이어 4번째로 많다.

하지만 전세계에서 개발되고 있는 약물은 아직 80% 이상이 임상 이전의 초기단계에서 개발되고 있고 30개 이상의 타겟으로 개발되고 있다. 또한 동일한 타겟에서 연구되는 약물이 다수 존재하기에, 약물의 효과, 안전, 편이성 등에서 우위확보를 통해 개발되어야 하는 만큼 개발사들의 면밀한 개발전략이 요구된다.

한편 항체 등의 바이오의약품이 개발의 약 68%를 차지하고 있어 일반합성의약품보다 많은 연구개발이 이루어지고 있으며, 클래리베이트의 인공지능 예측 및 분석툴로 분석한 결과에 따르면, 현재 가장 높은 개발 성공확률로 빠른 시일안에 시장에 진입할 약물은 길리아드의 렘데시비스(REMDESIVIR)로, 89%의 성공가능성*을 예측하고 있다.

안타깝게도 전세계에서 개발중이었던 다양한 약물들이 COVID-19사태에 따라 환자모집에 어려움을 겪고 있으며, 이에 따라 임상이 지연되거나 또는 조기종료가 되며, 임상진행중인 제약사들의 피해가 있었다. 아무쪼록 이 부분에서도 빠른 해결방안이 모색되길 바란다.