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한국의 심장이 뛰고 있다. 세계 시장을 겨냥한 국내 ‘줄기세포’ 연구가 해외로부터 인정을 받으며 순항 중에 있기 때문이다. 정부는 2년여 걸쳐 추진해온 ‘줄기세포/재생의료 치료기술 개발 전략로드맵(TRM)’을 최근 전격 공개했다. 이 로드맵으로 더욱 빠르고 정확한 연구 개발 길이 열리게 된 것이다. 전문가들은 앞으로 5년이 중요하다고 입을 모은다. 대부분의 산업에서 우리나라 시장 진출 속도는 빠르지 않았지만, 줄기세포만큼은 세계 시장을 선도할 수 있을 것이란 기대감이 큰 상황이다. 최근 국내 연구팀들이 세계에서도 쉽게 해내지 못했던 결실을 이뤄냈다. ‘유도 만능 줄기세포’를 비롯한 ‘복제 배아줄기세포’까지 새로운 결과물들을 내면서 이제는 줄기세포를 이용한 ‘치료 가능성’을 한층 끌어올렸다. 줄기세포 강국을 향한 우리나라 현황을 진단해봤다.[편집자주]
우리나라는 세계적으로 전례가 없는 줄기세포치료 허가 제품 3개를 보유하고 있다. 이는 모두 성체줄기세포로 상품화가 다른 종류의 세포들에 비해 수월하다는 장점을 지녀 보다 빨리 탄생했다.
더욱 주목되는 것은 치료 효과를 높이기 위해 최근 유도 만능 줄기세포와 복제 배아줄기세포 연구도 활발하다.
대표적인 예로 지난 5월 국내 바이오벤처 ‘에스티씨라이프’ 줄기세포 치료연구소의 ‘유도 만능 줄기세포→간세포’ 분화 성공과 ‘차병원 줄기세포연구소’의 복제 배아줄기세포연구 성공 등이 있다. 이는 세계에서도 목말라하는 연구 분야다.
가장 많은 연구 결과 축적된 ‘성체줄기세포’
줄기세포는 성체줄기세포와 배아줄기세포, 유도 만능 줄기세포(IPSC) 그리고 복제 배아줄기세포 등으로 나뉜다.
먼저 성체줄기세포는 제대혈과 골수 등에서 추출해 만드는 세포로, 특정 분화가 이뤄지기 때문에 그 효용성 등을 토대로 국내 허가를 받아왔다.
파미셀의 ‘하티셀그램-AMI’와 메디포스트의 ‘카티스템’, 부광약품 계열사 안트로젠의 ‘큐피스템’이 바로 성체줄기세포 치료제다.
3개 제품 허가는 이 분야에서 연구가 활발히 진행돼 왔다는 점을 방증한다. 자신의 세포로 치료함으로써 윤리적인 문제도 벗어날 수 있기 때문에 현재 유수의 바이오벤처 기업들도 성체줄기세포 치료제 개발에 열을 올리고 있다.
다음으로 최근 각광을 받고 있는 것은 유도 만능 줄기세포다. 지난 2012년 일본 교토대학교 야마나카 신약 교수가 유도만능줄기 세포를 만든 공로로 노벨생리의학상을 수상하면서 세간의 관심을 끌었다. 이 세포는 보다 확실히 작용 기전을 규명할 수 있어 연구진의 ‘질의’가 더 많았다.
유도 만능 줄기세포는 이미 자란 체세포를 배아줄기세포로 돌려놔 어떠한 세포로도 분화가 가능한 상태가 된다고 해서 ‘만능’이란 이름이 붙었다.
역분화줄기세포라고도 불리며, 현재 일본이 가장 빠른 연구 속도를 내고 있지만, 미국이나 우리나라도 연구열을 올리고 있어 향후 누가 선점을 할지는 두고 봐야 할 부분이다.
물론 치열한 경쟁구도 속에 연구에 대한 욕심이 ‘화(禍)’를 자초한 사례도 있다.
지난 1월 말 일본 이화학연구소 오보카타 하루코 연구주임은 30세라는 젊은 나이에 관련 연구 대가들도 해내지 못했던 새로운 만능세포 스탭(STAP·자극야기성 다성능획득) 세포 개발을 성공시켰다.
그러나 결국 조작으로 드러나 일본의 유도 만능 줄기세포 연구 강국 이미지를 실추시켰다. 그러면서 곧 노벨상 수상자 야마나카 교수에게도 불똥이 튀었다. 일부 실험 데이터에 자연스럽지 못한 부분이 있다는 지적에 그는 기자회견을 열고 반박했다.
그 만큼 연구의 어려움을 보여주는 대표적인 사례로 볼 수 있다는 관측이다.
그럼에도 일본은 여전히 유도 만능 줄기세포연구에 있어 더 빠른 개발 속도를 내고 있지만 미국과 우리나라 역시 최대 경쟁국이다. 특히 미국에서 성공한 실험 연구진에는 한국인도 포함돼 있어 이목이 집중된 바 있다.
줄기세포 연구에 ‘코리안’ 바람…국내 기업도 연구 성공
지난 5월 한국인 홍소군 박사가 있는 미국 국립보건원 연구진이 원숭이 체세포를 복제해 유도 만능 줄기세포를 만들고, 이를 통한 뼈 재생 실험에 성공했다. 분화된 골세포는 원숭이의 손상된 뼈를 다시 만들어냈다.
아울러 유도 만능 줄기세포 부작용으로 잘 알려진 종양 등이 발견되지 않아, 실험 성공 의미는 더욱 컸다.
국내 에스티씨라이프 줄기세포 치료연구소 역시 유도 만능 줄기세포를 통한 간세포 분화에 성공했다.
여러 성장인자와 천연물질에서 분리한 분자 화합물질을 이용, 유도 만능 줄기세포에서 간세포로의 분화를 유도했고 유도 5일 뒤 간세포 특이적 단백질을 추적해 간세포를 확인한 것이다. 이 역시 부작용은 없었다. 다음으로 각광을 받고 있는 배아줄기세포 분야는 사실 우리나라에게 아픈 기억을 안겨준 바 있다. 황우석 전 교수의 논문 조작 사건이 그것이다.
황우석 전 교수 사태로 이미지 실추 ‘배아줄기세포’ 회복
배아줄기세포 연구는 ‘윤리적 문제’를 갖고 있어 향후 상업화에 어려움이 뒤따를 수 있다는 시각이 적잖다.
하지만 성공사례가 있다. 최근 국내 한 대학병원 연구소가 미국에 이어 세계 두 번째로 복제 배아줄기세포 연구에 성공했다.
차병원 줄기세포 연구소 이동률 교수팀과 차병원 계열사 미국 차헬스시스템즈 정영기 박사팀은 피부세포를 이용해 배아줄기세포로 만들었다.
지난 5월 17일 연구팀은 “미국인 남성 2명에게서 피부세포를, 미국인 여성 4명에게서 기증받은 난자 77개를 통해 배아줄기 세포 2개를 만들었다”고 밝혔다.
이 세포들은 난자에서 유전정보가 있는 핵을 제거한 뒤, 특수 단백질 처리를 한 피부세포와 융합시킨 것으로, 결국 정자와 난자가 만나 생성되는 수정란과 같은 상태가 된다.
이 복제 배아줄기세포는 결국 면역 거부반응이 없는 환자 맞춤형 세포치료제로 개발될 수 있는데, 이 부분은 유도 만능 줄기세포와 같다. 다만 만드는 과정만 다른 것이다.
그 동안 황우석 사태로 주춤했던 국내 배아줄기세포 연구가 다시금 활력을 갖게 한 계기가 된 가운데, 향후 우리나라가 세계 줄기세포 시장에서 선두 자리를 가질 수 있는 발판이 마련됐다는 평가다. 다만, 인간의 난자를 활용한다는 점에서 윤리적인 문제를 해결해야 할 부분은 남아있다.
줄기세포연구 성과는 향후 5년 뒤부터 본격적으로 가시화될 전망이다. 아직까진 치료 기전에 대해 정확히 규명된 게 없어, 환자와 시술자인 의사 모두 불확실성을 떠안고 있는 측면이 크다.
정부는 그 동안 국가 차원에서 보다 체계적인 줄기세포 연구 및 개발을 위한 로드맵 개발에 매진해왔다. 각 연구소와 기업체들의 줄기세포 연구에 일종의 가이드라인을 제시하고, 개발 효율성을 높여 세계시장 선점 시점을 앞당기겠다는 의중이다.
이에 정부는 2년여 걸쳐 추진해온 ‘줄기세포/재생의료 치료기술 개발 전략로드맵(TRM)’을 최근 공개했다.
로드맵은 줄기세포/재생의료 기술 적용 주요 5대 질환인 심혈관계, 중주신경계 그리고 면역계, 암, 근골격계 등을 선정한 가운데 이에 대한 치료기술 과정을 안내하고 있다.
구체적으로 ▲질환별 치료기술 ▲전략제품 유형 및 특징 ▲전략제품에 따른 핵심기술 ▲복지부 투자현황 및 실용화 공통기술 ▲연구개발 지원 ▲정책 등에 대한 구체적인 내용 등을 담아 전 방위적 개발 지침서로 활용할 수 있게 했다.
글로벌 줄기세포/재생의료 연구개발촉진센터(GSRAC)의 박소라 센터장(인하대 의학전문대학원 교수)은 현재 국내 줄기세포 연구 개발과 관련해 고무적인 상태라는 점을 피력했다.
박소라 센터장은 “우리나라 줄기세포 연구는 현재 세계 수준에 와 있다. 줄기세포가 세계적으로 조명을 받고 있는 것은 일반 의약품들과 달리, 완전히 정상으로 돌아갈 수 있기 때문이다. 의약품은 글로벌 제약사들과의 격차가 아직 크지만, 줄기세포는 어려운 분야라 여전히 다른 나라들도 힘들어 한다. 때문에 우리가 더욱 연구에 매진해야 한다”고 밝혔다.
하지만 허가 제품은 있으나, 기대만큼의 반응은 얻지 못하고 있다는 게 업계 시각이다.
이에 박 센터장은 “지금 국내 허가 받은 제품은 성체줄기세포다. 이 세포는 특별한 처치 없이 여러 질환에 효과가 있을 수 없다. 아직 확실한 기전 규명이 안 이뤄진 것이다. 상품화는 돼 있지만, 완전한 완성체로 보기엔 부족한 점이 많은 게 사실”이라고 설명했다.
그는 이어 “줄기세포는 빠른 시간 내 평가를 낼 수 없다. 효과를 알려면 5년에서 길게는 10년의 기간이 필요하다. 또 약이 고가이기 때문에 확실히 효과를 규명해야 한다. 앞으로 임상결과에 대한 정립과 축적, 분석 등이 필요하다”고 덧붙였다.
때문에 식품의약품안전처가 3개 제품에 대해 허가를 내줬던 것은 사실 ‘기준’에 맞아서 이지 5~10년 관찰 뒤 허가를 받아야 했다면, 그 과정이 순탄치는 않았을 것이란 전언이다.
그는 “줄기세포는 오랜기간 임상을 진행해야 한다. 하지만 그 과정에서 환자가 사망을 하거나, 다른 곳으로 이동을 할 수 있는 등 제약이 많다. 이는 곧 상품화가 수월하지 않을 수 있다는 얘기가 된다.
미국이 인허가를 잘 안 하는 이유는 명확한 기전이 없기 때문이다. 앞으로 국가는 투자를 더 많이 하고, 줄기세포치료제의 확실한 효과 역시 증명돼야 한다”고 강조했다.
그는 “유도 만능 줄기세포가 더 조명을 받고 있는 것은 배아줄기세포를 신경세포 등 특정 세포로 유도한 뒤, 신체에 주입하기 때문이다. 사실상 관련 작용기전이 더 명확해 이 기술이 성공하면 상업화도 가능하다”고 말했다.
이번 줄기세포 로드맵과 관련해 박 센터장은 “연구 개발자들의 편의를 위해 만들었다. 결국 체계적인 매물 청사진을 제공해주는 것”이라며 “앞으로 5년 정도가 중요한 시기다. 신약을 개발하는 글로벌 제약사들처럼 세계적인 그룹 내지는 기업이 탄생할 것”이라고 기대감을 내비쳤다.
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