[바이오] 표적치료제의 대표, 항체의약품 | 밸류체인타임스

한정민 인재기자
2024-03-30
조회수 1648



(출처 : The Blue Diamond Gallery)



[밸류체인타임스=한정민 인재기자] 항체(Antibody)는 인체 내에서 외부로부터 들어온 항원(Antigen)과 결합하여 항원작용을 방해하거나, 항원을 제거하기 위해 만들어진 면역단백질이다. 항체는 5가지 종류가 있고, 항체의약품에서는 주로 IgG를 사용한다. 


IgG는 다시 IgG1, IgG2, IgG3, IgG4로 구성된 4종류의 동정형(Isotype)으로 나뉘고, 이들은 각각 구조 및 기능적인 특성이 다르다. IgG 구조는 중쇄(Heavy Chain) 단백질 2개와 경쇄(Light Chain) 단백질 2개로 구성된 Y자 모양의 안정된 구조다. 중쇄(Heavy Chain) 단백질은 불변영역(Constant region)과 가변영역(Variable region)이 있다. 동정형(Isotype) IgG1, IgG2, IgG3, IgG4의 가변영역은 항원과 결합하여 매번 바뀌지만 불변영역은 모두 동일하다. 


항체의약품은 항체의 특성을 이용하여 단백질 항원이나 암세포 표면에 발현되는 표지인자를 표적으로 하는 단클론항체(Monoclonal Antibody)로 만들었다. 또한 세포주를 이용하는 대량 생산 시스템을 통한 인공 항체 의약품이다.


초기에는 여러 종류의 형질세포로부터 유래된 다클론항체(Polyclonal Antibody) 의약품인 치모글로부린 주사(Thymoglobulin Injection, 인체흉선세포로면역시킨레빗트의항흉선면역글로부린)이 개발됐다. 이후 B-림프구와 골수종 세포를 융합시켜 하이브리도마(Hybridoma)라는 새로운 형태의 세포를 만드는 방법을 이용하여 여러 종류의 단일클론항체(Monoclonal Antibody) 의약품을 개발했다.

    

 (출처 : Wikimedia, A general representation of the hybridoma method used to produce monoclonal antibodies, 

                                        단일클론항체를 생산하기 위해 주로 사용되는 하이브리도마 방법 모식도)



 하이브리도마(Hybridoma, 잡종세포)를 이용한 단일클론항체를 만드는 방법을 살펴보면, 특정 항원을 쥐에게 주사한 후 그 항원에 대한 항체가 생성되면 쥐의 B 림프구를 분리한다. 이렇게 분리한 B 림프구는 특정 항원에 대한 항체를 생성하지만 생체 밖에서는 배양되지 않아 생체 밖에서도 무한정 세포 분열을 하는 암세포와 B 림프구를 융합시켜 하이브리도마(Hydridoma)를 얻는다. 여러 종류의 하이브리도마를 종류별로 분리하여 각각 따로 배양하고, 이 세포로부터 단일 클론 항체를 대량 생산한다. 


단일클론항체(Monoclonal Antibody) 의약품은 면역체계 및표적세포 표면의 수용체와 특이적인 상호작용을 통해 효과를 나타내어 진단 및 치료 목적으로 다양한 염증 질환, 자가면역질환, 종양 치료에 사용된다.


1986년, FDA 승인을 최초로 받은 단일클론항체는 이식 거부 반응 치료제인 올소클론OKT3주사액(Orthoclone OKT3®)이다. 이후 많은 제품들이 개발되어 2023년 기준는 판매액 기준 세계 10위 바이오의약품 중 5개의 품목(키트루다, 휴미라, 옵디보, 듀피젠트, 스텔라라)을 차지하고 있을 만큼 비중이 큰 의약품이다.


단일클론항체는 고도의 특이성과 긴 반감기로 투여 횟수를 줄일 수 있다는 장점이 있으나 주사제로만 투여가 가능한 단점이 있다. 단일클론항체(마우스)가 인간의 몸에 들어가면 항원으로 인식하고, 항체를 만들어서 체액성 면역 반응을 일으킨다.



(출처 : Wikimedia)



항체의약품은 키메라 단클론항체(Chimeric Monoclonal Antibody), 인간화 단클론항체(Humanized Monoclonal Antibody) 등으로 개발됐다.


마우스 단일클론항체(Mouse Monoclonal Antibody)는 Fc기능(Effector function)을 기대할 수 없고, 면역 반응 유발로 중화(Neutralization)되는 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위해 DNA 재조합 기술을 도입하여 마우스 항체의 가변영역과 인간 항체의 불변영역을 재조합시킨 키메라 단클론항체(Chimeric Monoclonal Antibody)를 개발했다.


하지만 키메라 단클론항체 (Chimeric Monoclonal Antibody)의 경우 마우스 항체 부분에 가변영역이 존재하므로 이를 투여하면서 면역반응을 유발하는 단점이 여전히 존재했다. 마우스 단일클론항체의 CDR(Complementarity Determining Region)을 인간 항체에 이식하는 방법이 개발됐다. 이는 인간화 단클론항체(Humanized Monoclonal Antibody)라고 하며, 인간항체가 83~90% 차지한다. 현재 유방암 치료제인 허셉틴(Herceptin)과 대장암 치료제인 아바스틴(Avastin)로 개발되어 상용화됐다.


인간화 단클론항체(Humanized Monoclonal Antibody)의 경우 단순히 CDRs를 이식했기 때문에 친화도가 떨어진다는 단점이 있다. 인간 항체 라이브러리의 파지 디스플레이(Phage Display) 기술과 인간 항체 유전자를 포함하는 형질전환 마우스를 이용하여 '완전 인간 단클론항체(Fully Human Monoclonal Antibody)'를 개발했다. 이는 인간 항체 100%로 구성되어 있으며, 휴미라(Humira)와 심퍼니(Simponi)가 대표적으로 개발된 항체의약품이다.




저작권자 © 밸류체인타임스 무단전재 및 재배포 금지

[밸류체인타임스 = 한정민 인재기자]


0


경기도 부천시 삼작로108번길 48, 201호

대표전화 02 6083 1337 ㅣ팩스 02 6083 1338

대표메일 vctimes@naver.com


법인명 (주)밸류체인홀딩스

제호 밸류체인타임스

등록번호 아53081

등록일 2021-12-01

발행일 2021-12-01 

발행인 김진준 l 편집인 김유진 l 청소년보호책임자 김유진



© 2021 밸류체인타임스. All Right Reserved.