[파이프라인 아카이브] 엘앤씨바이오 ‘메가카티’

엘앤씨바이오의 메가카티는 세계 최초의 골관절염 치료 의료기기다. 사람 유래 연골인 초자연골을 가공해 무릎 연골을 재건하는 방식이다. 지난 3월 엘앤씨바이오는 메가카티 생산을 위해 우수의료기기제조및품질관리기준(GMP) 시설의 증설을 시작했다.

제품 개발 배경
골관절염은 임상적으로 흔한 질환으로 주로 연골의 퇴행성 변화로 일어나며, 이 중 대표적 질환인 무릎골관절염은 60대 이상에서 흔하다. 골관절염은 증상에 따라 1단계(의심단계), 2단계(경증단계), 3단계(중등단계), 4 단계(심각단계) 등 총 4단계로 나뉜다. 이 중 초기인 1~2단계 치료는 약물 또는 물리치료에 의한 일시적인 통증 완화를 위한 보존적 요법으로, 근본적인 치료가 불가능해 골관 절염 진행이 지속된다.

반면 말기인 4단계의 치료는 심한 중증환자를 대상으로 하는 최후의 수단으로 인공관절 치환술이 주로 사용되며 긴 재활기간, 고가의 수술비용 및 재수술이 요구된다. 현재 무릎연골이 일부 손상된 골관절염 중등단계인 3단계에 적용되는 수술적 치료로는 미세천공술, 자가연골 이식술 및 줄기세포 치료 등이 주로 사용되고 있다.

이 중 미세천공술은 가장 널리 사용되는 일차적 수술법이지만 활액 또는 세척액에 의해 쉽게 세척되거나 체중이나 관절 운동으로 혈병이 쉽게 박탈, 마모될 수 있으며, 섬유성 연골의 생성으로 인한 제한된 효과를 보인다. 자가연골 이식술은 자가 연골조직 채취와 이식을 위한 두 차례의 시술 과정으로 환자의 심적 부담이 존재하며, 자가 연골조직 채취 시 주변 정상조직을 손상시킬 수 있는 가능성이 지속해서 제기되어 오고 있다.

또 줄기세포 치료제는 시술비용이 매우 고가이며 시술 후 환자가 정상적인 활동을 할 수 있기까지의 재활 기간을 포함한 치료 기간이 너무 길다는 단점이 있다. 따라서 지금까지 무릎연골 손상 중등단계의 환자들을 근본적이고 적극적이며 합리적인 비용으로 치료할 치료방법은 부재한 상황이다.

제품 특성 및 기전
① 세계 최초 인체유래 초자연골 기반 골관절염 치료용 의료기기
정상 무릎관절 연골은 초자연골(hyaline cartilage)이 주를 이루며, 손상된 부위가 재생될 때로 초자연골이 재생되어야 장기적으로 치료 효과가 지속될 수 있다. 메가카티의 주원료는 무세포화된 인체유래 초자연골 과립으로 무릎관절 연골 손상 부위에 직접 보충되어 빠른 연골 수복 효과를 보인다. 메가카티는 무릎연골 손상 중등단계 환자들에게 초자연골을 직접 공급하는 세계 최초 의료 기기로서 근본적이고 적극적인 치료법을 제공한다.

② 담체 제조기술을 통한 형태 유지력 및 사용의 편의성 증가
메가카티는 생체적합성 고분자인 히알루론산과 카르복시메틸셀룰로오스의 혼합물을 ‘1,4-butanediol diglycidyl ether(BDDE)ʼ로 가교한 담체(carrier)를 사용함으로써, 최소 절개 및 관절경을 사용하는 무릎 연골 수술에 최적화된 점성을 확보해 연골 손상 부위에 이식 시 형태 유지력과 사용의 편의성을 증가시켰다.

③ 단일 시술, 빠른 회복 및 저비용
메가카티는 인체유래 연골을 미세천공술 후 연골 손상 부위에 직접 이식함으로써, 자가 연골세포 채취 및 이식의 두 차례 시술이 필요한 자가연골세포 치료제에 비해 단일 시술이 가능하다. 또 기존 줄기세포 치료제에 비해 메가카티는 수술 후 초자연골의 직접 보충으로 일상으로의 복귀 기간이 획기적으로 단축된다. 또 고가의 줄기세포 관리비용이 필요 없으므로 치료 비용 또한 저렴하다.

메가카티는 무릎연골 손상 부위에 미세천공술 후 직접 이식돼 혈병을 보호해준다. 자가 골수세포를 유지함과 동시에 정상 무릎관절 연골인 초자연골이 주를 이루는 세포외기질을 제공함으로써 연골세포의 연골 증식을 통해 손상된 무릎연골을 수복한다.

적응증 등 활용 가능성
메가카티의 적응증은 퇴행성 또는 반복적 외상에 의한 국소적 무릎 연골 손상으로, 구체적으로는 무릎관절의 국소적 전층 연골 결손 병변이 있는 환자로서 무릎 연골 손상 중증도 ICRS(International Cartilage Repair Society) 등급이 3~4인 환자를 대상으로 한다.

효능
메가카티의 유효성은 뉴질랜드 화이트 래빗 (NewZealand white rabbit)의 무릎관절 전층 연골 결함에 이식한 후 결함 부위에서의 보충과 주변 정상조직과의 연속성 및 연골 수복 효과를 대조군인 미세천공술 단독 및 콜라겐 타입 I과 비교함으로써 검증하였다.

① 연골 결함 부위의 보충 및 주변 정상조직과의 연속성
이식 12주 후, 메가카티를 이식한 연골 결함 부위는 새로운 조직으로 채워졌으며 인접한 정상 연골과 유사한 표면, 색상 및 윤곽이 관찰되었다. 특히 메가카티는 표면 및 색상에 있어서 콜라겐타입 I보다 더 우수하였으며, 정상 관절연골과 비교시 93% 수준으로 외관상 표면 특성에서 유의한 차이가 없었다.

② 연골 수복 효과
이식 12주 후, 메가카티를 이식한 연골 결함 부위에서는 정상 관절연골에서 관찰되는 초 자연골 특유의 라쿠나(lacunae) 구조가 수직적으로 배열되어 있었으며, 정상 관절연골과 유사한 콜라겐과 글리코사미노클리칸이 관찰되었다. 조직학적 평가 기준으로 평가한 결과, 메가카티의 전체 ICRS 점수(total ICRS score)는 대조군에 비해 유의하게 높았으며, 정상 관절연골을 가진 실험군의 89% 수준으로 두 실험군 사이에 유의성이 없을 정도로 차이가 없었다. 또 면역조직학염색 결과, 메가카티는 정상 관절연골의 주요 구성 성분인 콜라겐 II와 아그레칸이 대조군보다 높게 발현되었다.

임상 단계
메가카티는 2019년 12월 27일 식품의약품안전처로부터 임상시험계획서(IND)를 승인받았다. 임상시험은 총 90명의 무릎관절 연골 손상 환자를 대상으로 메가카티를 이식하고 1년간 추적 관찰하며 유효성과 안전성을 평가하는 다기관, 독립적 평가자-피험자 눈가림, 우월성, 무작위 배정, 확증 임상시험이다.

메가카티의 임상시험은 지난 1월 피험자 모집을 완료하였고, 현재 1년 추적 관찰 진행 중으로 2022년에 의료기기 품목허가를 완료해 제품을 출시할 예정이다. 또 2020년 9월 1일에 범부처전주기의료기기연구개발사업단이 지원하는 의료기기 임상시험지원사업에 선정되어 2022년 12월 31일까지 3년 동안 총 7억5000만 원 규모의 정부지원금을 지원받고 있다.

편집=최지원 기자 jwchoi@hankyung.com

*이 기사는 <한경바이오인사이트> 매거진 2021년 4월호에 실렸습니다.