한양대 생명공학과 박희호 교수가 중증 호흡기 감염성 질환 개선 및 치료에 효과적인 신개념 치료기술을 개발했다고, 한양대가 30일 밝혔다. 

해당 기술은 펩타이드 약물을 체내에서 생성할 수 있는 새로운 개념의 면역세포치료기술로 평가받으며, ‘바이오팩토리(biofactory)’라는 이름으로 세포치료제의 새로운 패러다임을 제시했다. 이번 연구는 성균관대 화학과 이원화 교수, 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 김홍남 박사 연구팀이 공동으로 참여했다.

최근 강한 전파력과 치사율로 주목받은 COVID-19을 비롯해 SARS, MERS 등 감염성 질환의 주요 사인 중 하나는 사이토카인 폭풍에 의한 패혈쇼크로 밝혀졌다.    패혈증 치료에는 ‘Xigris(Activated Protein C, APC)’가 유일하게 FDA 승인을 받은 물질로써 사용됐지만 미비한 효능과 짧은 반감기 및 기타 부작용으로 인해 지난 2011년 패혈증 치료제 시장에서 완전히 퇴출이 됐다. 이후 중증 패혈증 환자의 치료는 산소치료와 스테로이드에 의존해오고 있다.

공동연구팀은 이러한 문제점을 개선하고 향후 발생할 수 있는 펜데믹 질환에도 효과적으로 대응하고자 감염원에 직접 작용하지 않으며 중증 질환을 치료할 수 있는 약물 개발에 나섰다.

연구팀은 영남대병원 안준홍 교수팀과 함께 COVID-19 환자 샘플을 수집 및 분석해 중증 질환을 진단하는 바이오마커를 발굴하고, 체내에서 펩타이드 약물을 생성하는 ‘바이오팩토리’라는 새로운 치료법을 제시했다.

이는 체내 세포표면에 펩타이드 약물을 발현시키고 중증 질환 부위에서 분비되는 절단 효소에 의해 치료 펩타이드가 선택적으로 분비될 수 있도록 만든 새로운 개념이다.

공동연구팀은 동물실험을 통해 혈액에서 분리한 T세포에 혈관세포 보호기전을 활성화할 수 있는 펩타이드와 수용체를 절단하는 효소의 기질을 동시에 발현시켜 심각한 혈관염증반응을 억제하는 효능을 검증했다. 또 사람과 면역 및 염증 반응이 다른 동물실험의 단점을 극복하고자 특수 제작한 3차원 혈관구조에 중증 COVID-19 환자의 상태를 구현하고 펩타이드 약물효과를 증명함으로써 임상적 활용이 가능함을 밝혔다.

한양대 생명공학과 박희호 교수는 “이번 연구는 ‘바이오팩토리’라는 면역세포치료제 분야의 새로운 플랫폼을 제시했다는 점에서 큰 의미를 가진다”며 “광범위한 중증 감염성 질환 환자에게 적용할 수 있는 부작용이 적고 효과적인 새로운 개념의 치료제다”라고 말했다. 

한국연구재단의 우수신진 연구자지원사업과 기초연구실 지원사업의 지원을 받아 진행된 이번 연구는 세계적 학술지인 「Advanced Science」(IF 17.521, Materials Science, Multidisciplinary 분야 상위 5%)에 25일 게재됐다.