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[바이오토픽] 경제적 이해관계에 발목잡힌 합성생물학 - 반합성 아르테미시닌(SSA)의 미래는?
생물산업 양병찬 (2016-02-24 09:22)

"지금껏 빌&멜린다 게이츠 재단(Bill & Melinda Gates Foundation)에서 6,400만 달러를 지원받아 개발된 첨단 제약기술이 빈둥빈둥 놀고 있다는 것은, 말라리아치료제 시장에 영향을 미치는 경제세력들(economic forces) 간의 역학관계가 얼마나 복잡한지를 여실히 보여준다."

합성생물학과 농업의 차이
합성생물학과 농업의 차이 / © PATH(http://blog.path.org)

프랑스 파리에 본사가 있는 거대 대약사 사노피(Sanofi)가 2014년 GM 효모(genetically engineered yeast)의 도움을 받아 생산한 말라리아 치료제를 판매하기 시작했을 때(참고 1), 이는 '합성생물학의 승리'라며 큰 환호를 받았다. 효모는 커다란 통(vat) 속에서 발효되어 어떤 화합물을 생성했고, 사노피는 이 화합물을 아르테미시닌(artemisinin)으로 전환하는 데 성공했다. 그리하여 아르테미시닌은 「아르테미시닌기반 병용요법(ACTs: artemisinin-based combination therapies)」이라는 주요 말라리아치료제를 만드는 데 사용되고 있다. 많은 사람들은 이상과 같은 과정이 저렴하고 풍부한 말라리아치료제를 공급함으로써(참고 2), 매년 전세계에서 백만 명의 목숨을 위협하는 말라리아를 퇴치하는 데 기여하기를 바랐다.

그러나 《Nature》가 조사한 바에 의하면, 사노피는 2015년 반합성 아르테미시닌(SSA: semi-synthetic artemisinin)을 전혀 생산하지 않았다. 그리고 현재 사노피는 이탈리아 가레시오(Garessio)에 있는 SSA 생산공장을 타사(他社)에 매각하는 절차를 진행하고 있다.

'지금껏 빌&멜린다 게이츠 재단(Bill & Melinda Gates Foundation)에서 6,400만 달러를 지원받아 개발된 첨단 제약기술이 빈둥빈둥 놀고 있다'는 것은 말라리아치료제 시장에 영향을 미치는 경제세력들(economic forces) 간의 역학관계가 얼마나 복잡한지를 여실히 보여준다. "이번 사태는 이해관계자들로 구성된 복잡한 생태계가 존재할 경우, 새로운 생산방법의 규모를 확대하기가 얼마나 힘든지를 보여주는 완벽한 사례다."라고 미시간 대학교 산하 윌리엄 데이비슨 연구소에서 ACT 시장을 연구하고 있는 프라샨트 야다브 박사는 말했다.

SSA가 등장하기 전, 아르테미시닌의 유일한 원천은 개똥쑥(Artemisia annua)이었으며, 아르테미시닌의 발견을 주도한 중국의 과학자 투 유유는 2015년 노벨생리의학상을 받은 바 있다(참고 3). 그러나 지난 역사를 되돌아보면, 농업을 통한 아르테미시닌 공급현황은 심하게 들쭉날쭉했다(참고 4). 개똥쑥의 공급이 부족하자 아르테미시닌의 가격은 천정부지로 치솟았고, 이는 더 많은 농부들로 하여금 개똥쑥 생산에 뛰어들게 만들었다. 그런데 개똥쑥 생산이 급증하자 정반대 현상이 일어났다. 이번에는 아르테미시닌의 가격이 폭락하여 수많은 농부들이 개똥쑥 생산을 포기하게 된 것이다.

【참고】 아르테미니신 시장은 롤러코스터?

지난 10년간 불안정 상태를 보인 후, 현재 말라리아 치료제 아르테미시닌의 가격은 하락하고 있으며 수요는 상승을 멈췄다.

a stable artemisinin market?

SSA는 들러리인가, 아니면 구세주인가?

합성생물학 경로는 안정적이고 믿을만한 아르테미시닌 공급원을 제공함으로써, 이상과 같은 롤러코스터를 종식시킬 것으로 기대되었다. 사노피는 전세계 수요의 약 1/3에 해당하는 연산(年産) 60톤의 생산시설을 완비하고, 다른 ACT 제조업체들에게 원재료를 공급할 수 있기를 기대했다.

그러나 야다브에 의하면, 그런 일은 실제로 일어나지 않았다고 한다. 사노피는 지금껏 SSA를 이용하여 3,900만 회 분량의 ACT를 생산했는데, 이는 전세계 ACT 수요의 약 10%에 불과하다. 설상가상으로 사노피는 SSA를 다른 제약회사에 판매하지도 않았다.

이런 현상이 일어난 이유는 뭘까? 그것은 부분적으로 농업에서 유래하는 아르테미시닌의 과잉공급 때문이다. 지난 2년 동안, 개똥쑥에서 추출된 아르테미시닌의 가격은 킬로그램당 250달러였는데, 이는 사노피의 손익분기점(킬로그램당 350~400달러)에 크게 못미친다. "아르테미시닌의 가격이 그렇게 낮고 개똥숙이 풍년이라면, 발효조(fermenter)의 스위치를 켤 이유가 없다."라고 GM 효모를 처음으로 개발한 UC 버클리의 제이 키슬링 박사는 말했다.

그러나 야다브에 의하면, 중국의 구일린 파마(Guilin Pharma)나 인도의 시플라(Cipla)와 같은 ACT 제조업체들은 사노피로부터 원료를 구입하기를 꺼린다고 한다. 왜냐하면 사노피는 ACT 시장의 직접적인 경쟁자이기 때문이다.

그리고 사노피는 자사의 ACT 생산을 늘리는 것이 실익이 없음을 깨달았다. 왜냐하면 ACT의 수요가 정체를 보이고 있기 때문이다. 그렇다면 ACT의 수요가 정체되고 있는 이유는 뭘까? 그건 부분적으로 '말라리아를 약물제공 이전에 진단하려는 노력'이 증가하고 있기 때문이다. 말라리아 치료제는 종종 '열이 있지만 실제로는 말라리아게 걸리지 않은 사람들'에게 제공된다. 그러므로, 말라리아 진단이 좀 더 정확해질 경우, 치료제 사용량이 감소하게 된다. 그리고 앞으로 ACT 수요가 다시 증가할지 여부는 '말라리아 퇴치를 위한 국제적 노력'과, 'ACT 구입비용의 마련'에 달려 있다.

올해 7월이 되면, 사노피는 가레시오 생산공장을 불가리아의 휴브파마(Huvepharma)에 매각하는 작업을 완료하게 될 것이다. 휴브파마는 GM 효모를 통 속에서 발효하여 아르테미시닌산(artemisinic acid: 아르테미시닌산의 전구체)을 생산한 다음 사노피에 공급할 계획이다.

향후 가레시오(휴베파마의 이탈리아 지사)를 지휘할 휴베파마의 니콜라 데 리시 매니저는 이렇게 말했다. "우리는 효모에서 시작하여 최종제품에 이르기까지 SSA 생산의 전(全)공정을 통제함으로써, SSA의 원가를 낮춰 다른 ACT 생산자들에게 판매할 수 있게 되기를 바란다. 그러나 SSA의 경쟁력이 떨어질 경우, 우리는 SSA를 포기하고 개똥쑥에서 유래하는 아르테미시닌으로 갈아탈 것이다."

SSA의 개발을 조율하고 있는 PATH(시애틀에 본사를 둔, 글로벌 건강증진 단체)는 아직도 반합성 프로젝트를 성공적이라고 간주하고 있다. PATH는 성명서를 통해, "SSA가 시장에 진출함으로써, 아르테미시닌의 가격이 좀 더 안정화됨과 동시에 아르테미시닌의 공급이 충분하게 되었다."라는 입장을 밝혔다.

"SSA가 아르테미시닌의 가격을 안정화하는 데 어느 정도 기여한 것은 사실이다. 그러나 아르테미시닌의 가격이 안정화된 주요 원인은 다른 데 있었다고 봐야 한다. 왜냐하면 최근 ACTs의 수요가 안정화되었고, GFATM(Global Fund to Fight AIDS, Tuberculosis and Malaria)이 ACT 제조업체들과 장기 구매계약을 맺었기 때문이다."라고 야다브는 말했다.

PATH와 키슬링에 의하면, "SSA는 농업생산의 갭을 메우거나 수요급증에 대처할 보충수단(supplemental source)으로 간주되어 왔다."고 한다. 그러나 시티유니버시티 런던의 클레어 마리스 박사(과학사회학)에 의하면, "SSA는 종종 업계 관계자들에 의해 단순히 '개똥쑥에서 추출된 아르테미시닌을 대체하는 다량의 저가 대체물(low-cost, high-volume substitute)'로 묘사된다."고 한다. 이제 마리스가 걱정하는 것은, SSA에 대한 비현실적 기대가 합성생물학에 대한 대중의 신뢰에 손상을 입힐지도 모른다는 것이다.

빌&멜린다 게이츠 재단은 2004년 SSA를 처음 지원했을 때, 'ACT 치료의 단가를 2.4달러에서 1달러 미만으로 낮춘다'는 목표를 분명히 제시했었다. 그러나 사노피의 ACT 단가(중앙값)는 2012년에 이미 0.92달러(성인 기준)으로 떨어졌다. 2012년이라면 SSA가 도입되기 한참 전이었으므로, 그 이후 SSA에 의해 바뀐 게 별로 없다는 이야기가 된다.

"SSA 생산은 올해 말 재개될 것이며, 그때가 되면 사노피가 자사의 ACT 제품을 생산할 수 있을 것이다."라고 데 리시는 말했다. "나는 사노피와 휴베파마의 M&A 거래가 합성생물학에 긍정적 영향을 미칠 거라고 생각한다. 다른 ACT 제조업체들은 휴베파마의 아르테미시닌을 구매할 가능성이 높은데, 그 이유는 휴베파마가 ACT 제조업체가 아니어서 직접적인 경쟁상대가 아니기 때문이다."라고 야다브는 말했다.

한편 구일린 파마와 시플라는 자체적으로 SSA를 개발하기 위한 계획을 수립하고 있다. 그리고 키슬링의 바람은 '좀 더 많은 연구개발을 통해 합성과정의 원가가 하락했으면 좋겠다'는 것이다. "나는 SSA를 지배적 형태로 보고 싶으며, 언젠가 그렇게 될 것이라고 생각한다. 그러나 그러기 위해서는 좀 더 참고 기다려야 한다."라고 키슬링은 말했다.

【참고】 ACT를 생산하는 두 가지 방법: 농업 vs 반합성

ACT를 생산하는 두 가지 방법: 농업 vs 반합성

※ 참고문헌
1. http://www.nature.com/news/malaria-drug-made-in-yeast-causes-market-ferment-1.12417
2. http://www.nature.com/news/malaria-hopes-rise-as-chemists-produce-cheap-artemisinin-1.9895
3. http://www.nature.com/news/anti-parasite-drugs-sweep-nobel-prize-in-medicine-2015-1.18507,
2015년 노벨생리의학상을 휩쓴 기생충약 개발자들(http://www.ibric.org/myboard/read.php?Board=news&id=265353)
4. http://www.nature.com/news/2010/100803/full/466672a.html

※ 출처: Nature 530, 389–390 (25 February 2016) doi:10.1038/530390a http://www.nature.com/news/synthetic-biology-s-first-malaria-drug-meets-market-resistance-1.19426

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양병찬 (약사, 번역가)
서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리포터로...
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