[비즈한국] “각 오가노이드는 실제 환자 한 명 한 명을 대변합니다.”
김세희 삼성바이오로직스 오가노이드 기술 연구그룹장은 지난 8월 27일 열린 ‘에임드바이오 ADC 콘퍼런스’에서 이같이 말했다. 암세포를 3차원으로 배양하는 데 그치지 않고 환자의 치료 이력과 약물 반응을 함께 분석할 수 있다는 설명이다. 삼성바이오로직스가 오가노이드 사업에서 내세우는 경쟁력도 여기에 있다. 삼성서울병원에서 확보한 환자 유래 조직과 임상데이터에 자체 약물 평가 기술을 결합해 신약 개발 초기 단계부터 고객사와 협력하겠다는 것이다.
삼성바이오로직스는 이제 후보물질 선별을 넘어 임상시험계획(IND) 제출용 비임상 약리 데이터 서비스까지 사업을 확대하려 하고 있다.
삼성바이오로직스 관계자는 “항암제 오가노이드 효능평가 시험법의 표준화 및 밸리데이션을 통해 제약사 대상 IND 제출용 비임상 약리 데이터 제공 서비스를 구축 중”이라며 “동물 효능시험의 일부 대체 또는 생략이 가능한 수준으로 가는 것이 목표”라고 밝혔다.
폐암 대장암 등 오가노이드 350개 이상 확보
삼성바이오로직스는 지난해 6월 환자 유래 오가노이드 기반 약물 스크리닝 서비스 ‘삼성 오가노이드’를 출시했다. 오가노이드는 환자 조직 등을 3차원으로 배양해 실제 인체 조직의 특성을 일부 재현한 모델이다.
삼성바이오로직스는 삼성서울병원과 협력해 환자 유래 종양 오가노이드 라이브러리를 구축해왔다. 김 그룹장에 따르면 지난 8월 기준 10종 이상의 암종에서 350개 이상의 오가노이드를 확보했으며 폐암과 대장암 모델이 가장 풍부하다.
이러한 협업의 핵심은 단순한 오가노이드 확보 규모보다 여기에 연결된 임상 정보에 있다. 각 오가노이드의 유전체 변이와 유전자 발현 수준을 분석하고 해당 환자의 항암제 투여 이력, 실제 치료 반응, 원발암·전이암 여부 등을 함께 활용하는 방식이다. 이를 통해 특정 후보물질에 대한 약물 반응이 환자마다 다르게 나타나는 원인을 분석하고, 치료 효과를 예측하는 바이오마커 발굴에도 활용할 수 있다.
삼성바이오로직스는 올해 미국암연구학회(AACR)에서 삼성서울병원 대장암 환자의 종양 조직으로 제작한 오가노이드 24개와 임상 기록을 연계한 분석 결과를 소개했다. 별도로 공개한 학회 포스터에는 오가노이드의 약물 반응과 실제 임상 치료 결과의 일치도가 82.6%로 제시됐다. 다만 특정 환자군을 대상으로 한 결과로 모든 암종에서 동일한 예측력을 확보했다는 의미는 아니다.
삼성바이오로직스 관계자는 글로벌 경쟁사와의 차별화 요소에 대해 “임상 반응과의 상관성이 검증된 오가노이드를 이용한 효능평가 서비스를 제공하는 것이 차별화 포인트”라고 설명했다.
환자 유래 조직과 임상데이터를 활용하는 만큼 개인정보와 검체 관리도 중요하다. 삼성바이오로직스 관계자는 “환자 동의를 받은 검체를 사용하고 있으며, IRB·DRB 승인을 거친 가명 검체와 최소한의 임상·유전자 데이터는 인터넷 환경과 분리된 독립 공간에 보관한다”고 밝혔다. 다만 삼성서울병원과의 연구개발 및 수익 배분, 데이터 권리 등 구체적인 협업 조건은 대외비를 이유로 공개하지 않았다.
ADC 평가에서 IND 자료까지…기존 CDMO 사업과 연결
삼성바이오로직스는 환자별 약물 반응을 분석하는 기술을 ADC(항체약물접합체) 평가에도 적용하고 있다. ADC는 암세포 표면의 특정 항원에 결합하는 항체에 세포독성 약물을 연결한 치료제다.
김 그룹장은 “시험한 9종의 오가노이드 중 7종에서는 약물 반응성이 나타나지 않았고 단 2종의 모델에서만 뚜렷한 약물 반응성이 관찰됐다”며 “반응성이 확인된 모델을 분석한 결과 표적 단백질 발현량이 상대적으로 높은 모델에서 살상 효능이 더 강하게 나타났다”고 설명했다.
이처럼 환자 임상데이터와 효능평가 기술을 결합하는 것은 삼성바이오로직스의 기존 CDMO(위탁개발생산) 사업과도 연결된다. 신약 후보물질을 평가하는 단계부터 고객사를 확보하고 이후 CDO(위탁개발), 임상용·상업용 의약품 생산까지 협력 관계를 이어가려는 ‘조기 록인(Lock-in)’ 전략과 맞물려 있기 때문이다.
김 그룹장도 콘퍼런스에서 기존 CMO(위탁생산)에서 출발한 사업 포트폴리오를 CDO에 이어 초기 효능평가 영역까지 확장했다고 설명했다.
특히 IND 제출에 활용할 비임상 약리 데이터를 제공하게 된다면 고객사와의 접점은 후보물질 선별에서 임상 진입 준비 단계까지 확대된다. 이는 고객사가 개발 단계마다 별도의 위탁기관을 선정하는 부담을 줄이는 경쟁력이 될 수 있다. 다만 오가노이드 고객사가 실제 후속 개발·생산 계약으로 이어진 성과는 별도로 확인되지 않았다.
FDA도 비동물시험 확대…시험법 검증이 관건
삼성바이오로직스가 오가노이드 사업에 활용하려는 또 다른 강점은 기존 CDMO 사업에서 축적한 제조·품질관리 경험이다. 회사는 의약품 제조 및 품질관리 기준(GMP) 운영 경험을 바탕으로 검체 처리와 데이터 관리 역량을 강화하고 있으며, GxP 기준을 고려한 오가노이드 시험체계도 구축하고 있다.
글로벌 규제 환경도 변화하고 있다. 미국 식품의약국(FDA)은 지난해 4월 동물시험 감축 로드맵을 발표했고, 올해 9월에는 규정의 동물시험 관련 용어를 보다 포괄적인 비임상시험으로 변경하는 직접 최종 규칙을 발표했다. 내년 2월 4일 시행 예정이지만, 오는 12월 7일까지 중대한 반대 의견이 접수되면 철회될 수 있다.
다만 FDA의 최근 정책은 주로 의약품의 안전성과 독성을 평가하는 비임상시험에 초점을 맞추는 반면 삼성바이오로직스가 우선 대체하려는 것은 동물 효능시험이다. 평가 목적은 다르지만 인체와 유사한 시험 모델을 활용해 동물시험 의존도를 낮추고 신약 개발의 정확성을 높이려 한다는 점에서 방향이 맞닿아 있다.
삼성서울병원의 임상데이터와 연계한 오가노이드가 실제 환자의 약물 반응을 예측하는 데 활용될 수 있다면 기존 동물모델의 한계를 보완하는 수단이 될 수 있다. 다만 IND 제출 자료에 오가노이드 데이터를 포함하는 것과 규제기관이 이를 기존 동물 효능시험의 대체 근거로 인정하는 것은 별개다.
결국 삼성바이오로직스의 오가노이드 사업은 삼성서울병원의 환자 임상데이터와 자체 약물 평가·품질관리 역량을 결합해 신약 개발 초기 단계로 사업을 확장하려는 시도라는 점에서 의미가 있다. 향후 시험법의 신뢰성을 입증하고 이를 실제 IND 제출과 후속 개발·생산 계약으로 연결할 수 있을지가 사업 경쟁력을 가늠할 기준이 될 전망이다.