치료가 어려운 내성결핵, 치료제 개발 길 열려

- 국립보건연구원, 줄기세포 활용해 내성결핵에 효과적인 신약후보물질 발굴 -

 ◇ 전분화능줄기세포로부터 마크로파지(결핵 숙주세포) 대량생산 기술개발

 ◇ 스크리닝 플랫폼(결핵에 효과적인 약물 선별 기법) 마련

   - 내성결핵에 효과 있는 신약후보물질 발굴

□ 질병관리본부(본부장 정은경) 국립보건연구원(원장 직무대리 박현영)은 결핵에 효과적인 약물을 선별할 새로운 기법을 개발했다고 밝혔다.

 ○ 김정현 보건연구관 연구팀은 ‘전분화능줄기세포’*를 활용하여 마크로파지를 대량으로 생산하는 기술개발에 성공하였다.

     * 우리 몸을 이루는 모든 세포로 분화가 가능한 줄기세포주.대표적으로 역분화줄기세포, 배아줄기세포, 체세포복제 배아줄기세포 등

   - 또한 스크리닝 플랫폼(어떤 약물이 결핵균에 효과가 있는지 정확하게 선별하는 기법)도 마련하였다고 밝혔다.

 ○ 이를 통해 기존 약물로 효과를 보기 어렵던 결핵균(다제내성 결핵균, 광범위약제내성결핵균)에 대응할 수 있는 신약후보물질(10-DEBC*)을 발굴하여 학계에 발표하였다.

     * 10-DEBC: 10-4'-(N,N-diethylamino)butyl-2-chlorophenoxazine hydrochloride

□ 결핵은 발생률과 사망률이 매우 높은 감염병으로, 다제내성균*이 지속적으로 발생함에 따라 새로운 치료제 개발이 시급함에도 지난 50년 동안 겨우 3개** 약물만 개발되었다.

     * 다제내성결핵(Multidrug-resistant tuberculosis) : 결핵치료에서 가장 중요한 항결핵약제인 이소니아지드와 리팜핀에 내성을 보이는 결핵균에 의하여 발병한 결핵

     ** 2019 기준: bedaquiline, Linezolid, Pretomanid (미국 식품의약품안전청)

 ○ 이에 따라 그간 ‘생쥐의 암세포’나 급성 백혈병환자에서 유래된 ‘단핵세포’로 약물 개발을 시도하여, 치료약 발굴 성공률이 매우 낮은 상황이었다. 

□ 연구팀은 지난 2년간 국립보건연구원 창의도전과제를 통해,  ‘전분화능줄기세포’를 분화시켜 인간 마크로파지 세포를 대량 생산하는 기술을 개발하였다.

 ○ 또한 제작된 마크로파지가 사람에게서 직접 채취한 마크로파지와 매우 유사하다는 것을 입증하였다.

 ○ 연구팀은 결핵균이 인간 마크로파지 내에 잠복하여 약물을 회피하는 성질에 착안하여, 인간 마크로파지에 감염된 결핵균을 제거하는 결핵약물 스크리닝 기술을 고안하였다.

   - 줄기세포 유래 마크로파지에 결핵균을 감염시킨 후, 활성 화합물과 기존약물로 구성된 3,716개 화합물 라이브러리*를 처리하여, 마크로파지 세포에는 독성이 없으면서 숨어있는 결핵균만 선택적으로 저해하는 항결핵 신약후보물질 6건을 발굴하였다.

     * 화합물 라이브러리: 신약재창출을 위해 알려진 활성화합물과 기존약물 3,716개로 재조합된 패널

   - 이후 한국 파스퇴르 연구소와 협력해 연구하여 신약후보물질 (10-DEBC)이 광범위 약제내성 결핵균*에도 탁월한 효과가 있음을 확인하였다.

    * 광범위약제내성 결핵균 : Extensively drug-resistant  tuberculosis) 항결핵 약제인 이소니아지드와 리팜핀은 물론 한 가지 이상의 퀴놀론계 약제와 3가지 주사제중 한 가지 이상의 약제에 내성을 갖는 결핵

 <출처 : 보건복지부, 질병관리본부>

  - 연구팀은 10-DEBC가 줄기세포로 제작된 마크로파지에 감염된 결핵뿐만 아니라 인체 유래 마크로파지에 감염된 결핵균에도 효과가 있음을 확인하였으며, 선별된 약물의 효능을 입증함으로서 스크리닝 플랫폼의 정확성도 확인하였다.

□ 이번 연구는 국제 저명 저널인 셀(Cell) 자매지 스템 셀 리포트(Stem Cell Report)에 게재*되었다.

    * 한국시각 ’19.11.1(금) 00:00부터 온라인 게재

□ 국립보건연구원 김성곤 생명의과학센터장은 “이번 연구는줄기세포를 이용해 새로운 결핵 약물 스크리닝 기술을 제시하고 실제로 인체유래 세포에 효능이 있는 항결핵 물질을 발굴한 것에 큰 의미가 있다”고 전했다.

 ○ 아울러 “개발된 약물 스크리닝 플랫폼은 결핵뿐만 아니라 마크로파지의 살균작용을 회피하는 다양한 미제 감염원* 약물개발에도 활용될 수 있을 것으로 예상한다”고 덧붙였다.

     * 마크로파지 내 증식하는 미제 감염원병 : 브루셀라증, 클라미디아 호흡기 감염증, 큐열, 살모넬라 감염증, 후천성면역결핍증, 인플루엔자바이러스 감염증(독감) 등

 ○ 또한 “줄기세포 유래 인간 마크로파지세포 대량생산기술은특허협력조약(PCT) 국제 출원*되어 국내 특허등록이 결정(10월 30일)되었으며, 국가기술로 승계되어 다양한 연구 분야에 활용될 수 있도록 할 예정”이라고 말했다.

     * PCT 국제출원: Patent Cooperation Treaty (특허협력조약)에 의해 다수의 국가에 직접 출원한 효과를 얻는 출원 방법

 ○ 끝으로 “발굴된 결핵신약후보물질은 동물실험 등을 통해 임상적 유용성을 검증하는 연구가 진행 중이며, 앞으로 임상 적용 등을 위해서는 후속연구도 필요하다”고 밝혔다.