코로나19 후보물질 수십종 발견
수퍼컴퓨터 '후가쿠' 이용해 관련 단백질 작용 저해효과 분석
日 연구팀, 제약회사와 제휴해 임상시험 실시 계획
일본 이화학연구소는 코로나19 치료에 유망한 치료물질을 신형 수퍼컴퓨터를 이용해 수십종 발견했다고 발표했다.
연구팀은 신형 수퍼컴퓨터 '후가쿠'를 이용해 약 2000종의 기존 의약품을 대상으로 코로나19 증식에 관여하는 단백질에 어떻게 작용하는지 시뮬레이션으로 조사하고, 단백질에 결합해 작용을 저해하는 효과를 분석해 유망한 수십종의 약물을 밝히는 데 성공했다.
그동안 코로나19 치료후보물질로 거론되지 않은 약도 다수 포함돼 있으며 12종은 이미 해외에서도 임상시험이 이루어지고 있는 것으로 알려졌다. 앞으로는 세포를 이용한 실험에서 효과를 검증하는 한편 제약회사와 제휴해 임상시험을 실시하기로 했다.
후가쿠는 세계 최고의 성능을 자랑하고, 그 전신인 '케이'를 이용해 1년 이상 걸리던 대규모 시뮬레이션을 불과 10일만에 실시할 수 있었다. 연구팀은 "바이러스와 전혀 관련이 없는 약물 가운데 유망한 후보물질이 발겨되기도 했다"라고 설명했다.
美 코로나19 항원 및 독감 동반검사 허가
BD 항원 검사 15분 만에 결과…CDC의 플루
코로나19에 대한 항원 검사와 독감 동반 검사가 각각 FDA 응급허가를 받았다.
이번에 승인된 벡톤 디킨슨(BD)의 신속 항원 검사는 바이러스 내부의 단백질을 검사하며 즉석에서 결과를 15분 안에 낼 수 있다.
이는 널리 이용되는 BD의 베리터(Veritor) 시스템 플랫폼 상에서 작동하며 임상시험 결과 검사의 민감도는 84%, 특이도 100%로 나타났다.
단, FDA는 항원 검사가 분자 검사에 비해 코로나 감염을 놓칠 수 있으므로 증상이 있는데도 음성으로 나오면 분자 검사로 확인할 필요가 있다고 권고한 바 있다.
메디테크다이브에 따르면 지난 7월 2일까지 FDA는 코로나19에 관해 분자 검사 136개, 항체 검사 25개에 대해 응급 허가를 내렸으며 이는 퀴델에 이어 두 번째 승인을 받은 항원 검사다.
이와 함께 FDA는 CDC가 개발한 독감과 코로나19 동반 검사 플루 SC2도 허가했다. 이를 통해 증상이 비슷한 독감과 코로나19를 하나의 샘플로 분간할 수 있다. 단, 음성 결과만으로 감염을 배제해선 안 된다.
이는 면봉채취 및 객담을 통해 코로나19와 독감 A, B 바이러스의 유전물질을 발견할 수 있으며 써모 피셔의 어플라이드 바이오시스템스 7500 시퀀싱 하드웨어 상에서 작동한다.
향후 CDC는 공공 보건 연구소로 키트를 배송할 계획이다. 한편, 퀴아젠과 바이오파이어도 독감을 포함한 추가 바이러스를 검사할 수 있는 패널을 이미 허가받은 바 있다.
중소기업 핵심적 역할 담당…3년간 FDA 허가 중 60% 차지

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임상 2/3상 시험목표 예비자료 올여름 말경 도출 예상
미국 뉴욕州 태리타운에 소재한 제약기업 리제네론 파마슈티컬스社(Regeneron Pharmaceuticals)는 자사가 개발을 진행 중인 ‘코로나19’ 예방?치료용 이중 항체 칵테일요법제 ‘REGN-COV2’가 막바지 단계의 임상시험들에 돌입했다고 6일 공표했다.
가족 구성원과 같이 ‘코로나19’ 환자들에게 근접한 상태에서 노출된 비 감염자들을 대상으로 ‘REGN-COV2’가 감염을 예방하는 효과를 평가하기 위한 임상 3상 시험이 착수되었다는 것.
이 시험은 리제네론 파마슈티컬스 측이 미국 국립보건연구원(NIH) 산하 국립알러지감염성질환연구소(NIAID)와 공동으로 진행하게 된다.
‘REGN-COV2’는 아울러 이 이중 항체 칵테일요법이 ‘코로나19’에 감염되어 입원한 환자들과 입원하지 않은 외래환자들을 대상으로 치료효과를 평가하기 위한 2건의 적응증 임상 1/2/3상 시험 건들 가운데 임상 2/3상 부분이 착수됐다고 리제네론 파마슈티컬스 측은 설명했다.
이들 임상시험은 자료모니터링위원회(DMC)가 30명의 입원환자 및 비 입원환자들을 대상으로 진행되었던 ‘REGN-COV2’의 임상 1상 안전성 시험에서 긍정적인 검토결과가 도출된 데 이어 착수된 것이다.
임상 3상 시험은 미국 내 약 100여곳의 의료기관에서 총 2,000명의 환자들을 피험자로 충원한 가운데 진행될 예정이다.
이 시험에서는 SARS-CoV-2 감염의 중증도(status)를 평가하는 데 주안점이 두어지게 된다.
2건의 임상 2/3상 치료효과 평가시험은 총 1,850명의 입원환자들과 1,050명의 비 입원환자들을 충원한 가운데 미국 뿐 아니라 브라질, 멕시코 및 칠레 등에 산재한 150개 의료기관에서 진행된다.
이들 시험에서는 바이러스학적?임상적 시험목표들에 대한 평가가 이루어지게 되는데, 올여름 말경 예비자료들이 도출될 수 있을 것으로 예상되고 있다.
전체 시험 건들은 적응적으로(adaptively) 설계되었고, 피험자 수는 시험 진행상황과 임상 2상 시험의 분석결과에 따라 정해지게 된다.
리제네론 파마슈티컬스社의 조지 D. 얀코풀로스 대표 겸 최고 학술책임자는 “우리는 글로벌 판데믹이 현재진행형인 상황에서 ‘코로나19’ 감염증을 예방 및 치료하기 위한 대안을 조속한 시일 내에 선보일 수 있기 위해 적응적 임상시험 건들을 동시에 진행하고 있는 것”이라고 말했다.
그는 뒤이어 “백신에 비해 빠른 시일 내에 사용될 수 있을 것으로 기대되는 항바이러스 중화항체로 코로나바이러스의 추가적인 확산을 방지할 수 있도록 하기 위해 NIAID와 공동으로 ‘REGN-COV2’의 개발을 진행할 수 있게 된 것을 기쁘게 생각한다”고 덧붙였다.
유전체-단백체 데이터 통합 분석…맞춤 치료제 제시도
연세대 의과대학 의생명과학부 김현석 교수와 KIST 이철주 책임연구원, 삼성서울병원 남도현 교수 연구팀은 다기관 공동연구를 통해 악성 뇌종양의 예후를 예측할 수 있는 바이오마커와 치료제를 발견했다고 밝혔다.
교모세포종은 뇌에 발생하는 악성뇌종양 중 가장 흔한 뇌종양이다. 수술적 치료가 가장 중요하며 표준치료로 수술 후 항암치료, 방사선치료 등을 병행하지만 예후가 좋지 않다. 특히 이소시트르산탈수소효소(IDH)에 유전자 변이가 없는 야생형 교모세포종의 경우 전체 교모세포종 중 90%를 차지하는데 예후가 나쁘며 치료제도 없는 것으로 알려져 있다.
연구팀은 교모세포종 50종의 시료를 질량분석(Mass Spectrometry) 기반 프로테오믹스 방법으로 분석해 최초로 대규모 교모세포종 단백체 데이터를 확보했다. 확보된 단백체 데이터와 동일 시료로부터 수집한 유전전사체에 대해 약물 반응 데이터 통합 분석을 시행했다.
분석결과, IDH 야생형 악성 교모세포종이 당대사, 면역조절, 종양기원이 다른 두 개의 GPC(GBM Proteomic Cluster, 교모세포종 단백체 클러스터) 그룹으로 분류됨을 확인했다.
GPC1의 경우 악성 예후 바이오마커인 FKBP9의 발현이 높고, 종양기원세포의 특성이 강하며 면역관문억제제의 표적인 PD-L1의 발현이 높은 특성이 있다. 반면 GPC2의 경우 좋은 예후 바이오마커인 PHGDH(세린 대합성 대사 효소)의 발현이 높고 대사적으로 산화적인산화 단백질 발현이 높은 특성을 보였다.
연구팀은 분석된 두 그룹을 대상으로 치료적 관점에서 각 단백체 아형에 따라 적합한 표적치료제를 제시했다.
GPC1 종양유래 암세포의 경우 비스투세르팁(Vistusertib, AZD2014; mTORC1/2 복합차단제)와 탄두티닙(tandutinib; PDGFR 억제제), 크리조티닙(crizotinib; ALK, MET, ROS1 억제제)에 대한 치료반응이 높게 나타났다. GPC2 종양유래 암세포의 경우 Hedgehog 억제제인 에리스모데집(erismodegib)과 pan-ERBB억제제인 카너티닙(canertinib)에 대한 반응이 좋은 것을 확인했다.
특히, 가장 예후가 나쁠 것으로 예측된 PHGDH 음성 환자군에서 mTORC1/2 이중 억제제인 비스투세르팁(Vistusertib, AZD2014)가 좋은 치료 효과를 보임을 환자 유래 단일세포 실험 데이터를 통해 확인했다.
또한 연구팀은 독립적인 세브란스 교모세포종 코호트연구와 종양구 침윤 실험을 통해 PHGDH 효소 발현에 따른 환자의 예후 및 침윤 정도를 평가했다.
그 결과, PHGDH 발현이 높고, 암줄기 세포 마커인 Nestin 단백질의 발현이 낮은 환자군이 상대적으로 양호한 예후를 보였다. 또한, 교모세포종 암세포에서 PHGDH를 과발현시켰을 때 종양구의 침윤이 유의하게 감소함을 확인했다.
김현석 교수는 “실제 환자에게 적용하기 위해서는 향후 추가적인 임상검증이 필요하겠지만, 교모세포종의 유전체-단백체 데이터를 통합 분석함으로써 새로운 예후예측 바이오마커와 치료법을 동시에 제시하였다는 점에서 중요하다”고 말했다.
이번 연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF 12.12) 최신호에 게재됐다.