[김우섭의 바이오 탐구영역] 싸이토젠 탐방 (1)
액체생검 동반진단, 국내외 46곳과 계약 협의
8일 암 진단회사 싸이토젠(30,350 +2.53%)을 다녀왔습니다. 싸이토젠은 혈관을 타고 돌아다니는 암세포인 혈중종양세포(CTC)를 포집해 암을 진단해주는 기업입니다.

피 한 방울로 암을 진단하는 것이죠. 액체생검이라고 합니다.

이 회사의 특징은 CTC를 살아있는 채로 검사한다는 겁니다. 살아있는 CTC 검사 방식을 상업화한 회사는 싸이토젠이 유일합니다. 작은 회사들이 있긴 하지만 상업화엔 시간이 다소 걸린다고 합니다.

싸이토젠은 이 기술을 바탕으로 일본 제약회사 다이이치산쿄와 동반진단을 하고 있습니다. 다이이치산쿄는 비소세포폐암 환자 중 표적치료제에 내성이 생긴 환자를 위한 치료제를 개발하고 있습니다. 내성이 있는지, 약이 제대로 드는지 등을 모니터링하는 것이죠. 환자 한 명당 3만 달러를 받는다고 합니다. 1상에선 60명 수준이지만 임상 단계가 높아질 수록 수익이 늘어날 예정입니다.

또 서울대로부터 뼈로 전이되는 암세포의 생체표지자(바이오마커) 특허를 사왔습니다. 이 바이오마커를 활용해 별도의 랩을 신설, 신약 개발에 나설 계획도 세우고 있습니다. 처음부터 후보 물질을 찾기보다는 미국의 바이오벤처로부터 기술을 사와 개발에 나설 예정입니다.

바이오마커를 갖고 있으면 신약 개발 확률이 높다고 합니다. 미국바이오협회 조사에 따르면 바이오마커를 가지고 신약 개발에 들어간 회사의 성공률은 25.9%, 그렇지 않은 경우는 8.4%에 불과했다고 합니다.
살아있는 CTC 잡아 암진단
살아있는 CTC를 채집한다는 건 바이오 업계에선 불가능의 영역으로 여겨졌습니다. CTC 방식의 암 진단은 미국 바이오기업 셀서치가 2012년 미국 식품의약국(FDA)의 허가를 가장 먼저 받았습니다. 세포를 형광 염색한 뒤 자성으로 끌어모아 갯수를 세는 방식입니다. 하지만 자성으로 끌어들이다보니 세포의 변형이 일어났습니다. 이 기술을 사왔던 존슨앤드존슨도 3년 만에 포기했죠. 그래서 더욱 세포를 있는 그대로 포집해 분석을 할 수 있는 기술이 필요했습니다.

여기서 싸이토젠의 강점이 보입니다. 싸이토젠은 반도체 칩으로 암세포를 거릅니다.
싸이토젠 "동반진단 국내외 수십곳과 논의 중...차례로 성과 나올 것"

위 그림에서 보는 바와 같이 채 모양으로 생긴 반도체 칩에서 면역 세포는 밑으로 빠지고, 암세포는 위에 그대로 남아있습니다.

지름 5㎛(마이크로미터)의 사각 구멍을 촘촘하게 뚫은 손톱만한 칩에 혈액을 넣어 암세포를 걸러내는 방식이죠. 7㎛ 안팎인 암세포는 걸러지고 이보다 작은 적혈구와 백혈구는 빠져나간다고 합니다. 세포가 구멍 가장자리에 긁혀 훼손되지 않도록 바이오 코팅 처리까지 했습니다.
싸이토젠 "동반진단 국내외 수십곳과 논의 중...차례로 성과 나올 것"

살아있는 CTC를 포집하는 기술은 바이오 분야에선 쉽지 않은 기술로 여겨졌습니다. 이 회사를 세운 전병희 대표는 인덕대 기계설계공학과 교수였습니다. 삼선전기 고문을 하면서 읽었던 논문을 통해 사업 아이디어를 냈죠. 공학 전문가의 바이오 도전은 쉽지 않았습니다. 다만 바이오 분야 전문가와는 완전히 다른 결과물이 나왔죠.

전 대표는 “바이오 분야 전공자가 생각하는 방식과는 완전히 다르다”며 “공대 출신이 봤을때 단순히 암세포를 제대로 잡기만 하면 된다는 생각으로 여기까지 왔다”고 말합니다.

싸이토젠은 이후 암세포를 추출하는 기계, 세포를 염색하는 기계, 이 세포들을 분석하는 기계를 독자적으로 개발했습니다. 모든 과정이 자동으로 이뤄집니다. 덕분에 병리과 의사가 진단 결과를 분석하는 데 3시간 걸리던 것을 10분으로 줄였죠.

바이오 회사로는 특이하게 사내에 핵심 기계들을 직접 설계 및 제작하는 부서를 따로 두고 있습니다. 기계 역시 나중에 수출됩니다. 한 대에 수억원이 넘습니다.

싸이토젠의 기술은 일종의 플랫폼입니다. 암을 진단할 수 있는 기술을 통해 여러가지로 이용될 수 있습니다.

어떻게 상업화가 될 수 있을까요. 우선 CTC분석을 통해 새로운 표적항암제 개발을 도울 수 있습니다. 암을 유발하는 새로운 원인 인자인 바이오마커를 찾는 방식으로 말이죠. 또 바이오마커가 실제 환자군에서 얼마나 나타나는지, 환자의 임상 소견과 어떤 상관 관계가 있는지를 확인할 수 있습니다.

CTC를 활용해 개발된 약물의 효능을 테스트하는 방식의 동반진단도 가능하죠. 신약개발의 모든 단계에 걸쳐 함께 임상을 진행하는 겁니다. 현재 가장 진도가 나가 있는 부분은 다이이치산쿄와의 협업입니다.

다이이치산쿄는 폐암 신약 개발과정에서 내성 여부를 진단해주는 기술을 찾고 있었는데, 이때 싸이토젠의 기술이 이용됩니다.
싸이토젠 "동반진단 국내외 수십곳과 논의 중...차례로 성과 나올 것"

다이이치산쿄와의 동반진단 부분을 좀더 알아보겠습니다. 환자들은 비소세포 폐암에 걸리면 표적항암제를 먹습니다. 표적항암제는 암세포에만 많이 발현되는 특정 단백질 등을 표적으로 삼아 암세포만 골라서 죽이는 항암제입니다. 빨리 자라는 세포를 무차별적으로 죽이는 세포 독성 항암제와는 달리 부작용은 적고 치료 효과는 높죠.

아스트라제네카의 이레사가 대표적입니다. 2003년 국내에 도입됐습니다. 이 약은 상피세포 성장인자 수용체(EGFR) 유전자 변이가 발견된 환자에게 쓰입니다.

하지만 이레사에 내성이 생기는 경우가 적지 않습니다. 다이이치산쿄가 개발 중인 신약 'DS-1250'은 이레사에 내성이 있는 환자를 대상으로 한 신약입니다.

이 약은 'AXL' 저해제로 분류됩니다. AXL이란 세포 표면에 있는 단백질로 암세포의 이동과 전이, 약물 내성 등에 중요한 역할을 합니다. 정상인에겐 거의 나오지 않고 암 환자에게 나옵니다. 특히 폐암에서 많이 나타납니다.

싸이토젠은 이 과정에서 환자에게 내성이 생겼는지, 이들 환자에 DS-1250을 사용하면 암 세포가 어떻게 달리지는 지를 임상에서 확인해줍니다. 동반진단입니다.

임상시험 과정에서 받는 돈이 적지 않습니다. 내성이 생긴 환자를 대상으로 DS-1250을 사용합니다. 그러기 위해선 내성이 생긴 환자 60명을 찾아야 합니다. 보통 이레사에 내성이 생긴 환자를 20% 안팎 정도로 생각하고 있습니다. 60명을 찾기 위해선 약 300명의 검사를 해야하는 셈이죠. 300명에겐 1인당 5000달러 정도를 받습니다. 분석에 대한 비용입니다.

이 중 내성이 생긴 60명을 찾고, DS-1250의 약효를 확인하는 과정을 거칩니다. 이들은 1인당 3만달러를 받기로 했습니다.

전 대표는 “임상 단계가 높아질 수록 환자 수는 늘어나게 된다”며 “여기에 약이 출시가 된다면 실제 환자를 대상으로 모니터링을 하기 때문에 매출이 폭발적으로 늘 것”이라고 말했습니다.

DS-1250의 임상을 맡고 있는 서울아산병원에선 이 약물이 1차 치료제로도 손색이 없다고 설명합니다. 이 경우 이 약을 사용하는 환자는 훨씬 늘어납니다.

노승원 맥쿼리투신운용 펀드매니저는 “신약개발 회사들은 임상 중에 돈을 쓸 수밖에 없지만, 동반진단 회사들은 임상 중에도 일정 수익을 거둘 수 있다”고 설명합니다.

싸이토젠은 한국의 바이오 기업 큐리언트와도 동반진단 계약을 맺었습니다. 'ASL' 저해제를 개발 중이 회사입니다. 미국 식품의약국(FDA)에서 임상 1상 승인을 받았죠. 마찬가지로 연말 임상 신청을 예정하고 있는 한국의 한 회사와도 진단 계약을 맺었다고 합니다. 한국 기업 16곳, 외국에선 30곳 이상의 기업이 이 회사와 동반진단 계약을 구체적으로 논의 중입니다. 올해 몇 군데에서 결과물이 나온다고 합니다.

이 회사의 진단 방식이 주목을 받는 이유는 간편하기 때문입니다. 환자에게 부담이 적죠. 암 세포가 줄어드는 시계열을 분석할 수있는 수단이 마땅치 않습니다. 컴퓨터단층촬영(CT) 자기공명영상(MRI) 등 영상장비로 찾지 못하는 암세포가 대부분이고, 세포의 변화까지 알 수 없습니다. 조직검사 방식이 있긴 하지만 검사를 위해 매번 암이 걸린 부위의 조직을 떼낼 수 없습니다.

전 대표는 “일주일이면 대부분의 검사가 가능하다”며 “내성이 생겨 치료 약물을 바꾸는데 보통 3~4개월이 걸리는데 이 시간을 줄일 수 있다”고 말합니다. 하루하루가 급한 환자들에게 도움이 되는 것이죠.
혈액 1cc면 암 종합 진단
피 한 방울이면 암 유전자를 찾아주는 서비스도 계획 중입니다. 폐암 진단 패널의 경우 6개월 안에 개발이 완료된다고 합니다. 유방암 서비스도 할 예정입니다.

현재 발견된 암 유전자는 500개가 넘습니다. 이 유전자를 패널로 만들었습니다. 이 패널에 혈액을 떨어뜨려 개개인이 갖고 있는 암 유전자를 분석하는 서비스입니다. 이 회사의 CTC 분석을 통하다보니 순도가 높다고 합니다. 암 발생 가능성을 예측하거나 실제 암에 걸렸는지도 알려줍니다.

써모피셔 등 글로벌 회사 두 곳이 관심을 보이고 있습니다. CTC 분석을 통한 것인데 6개월 뒤 개발이 완료되면 이들 회사를 통해 허가 및 판매 등을 할 예정이라고 합니다.

2편에선 뼈로 전이되는 암 세포의 바이오마커 개발과 사업화 등에 대해서 보겠습니다.

김우섭 기자 duter@hankyung.com

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