새 패혈증 치료제 나오나…국내 연구팀, 나노 약물전달체 개발

기존 치료제 단점 극복…반감기 10배 이상 개선

세계적으로 3번째로 높은 사망률을 나타내는 난치성 질환 패혈증. 패혈증은 바이러스나 세균 등에 의해 혈액이 감염돼 전신에 염증반응이 일어나는 현상이다. 이러한 폐혈증에 쓰일 약물이 효과적으로 혈관에 전달될 수 있게 도와주는 나노 약물전달체가 개발돼 새로운 폐혈증 치료제 개발이 기대되고 있다.

미래창조과학부는 국내 연구진이 혈관 내피세포의 세포막 보호와 항염증 효과를 활성화시키는 수용체에 약물을 효율적으로 전달할 수 있는 나노 약물전달체를 개발했다고 밝혔다.

경북대 배종섭 교수와 KIST 김인산 박사 공동연구팀은 기존의 패혈증 치료제의 단점을 극복한 항염증 작용을 증가시킬 수 있는 나노 약물전달체를 개발했다.

혈관내피세포의 수용체를 활성화시켜 세포보호작용을 나타내는 나노약물전달체 (TFMG)의 개념도

지난 2001년 미국 FDA에서 승인된 유일한 패혈증 치료제였던 ‘자이그리스’가 2011년 10월에 패혈증 환자를 대상으로 한 임상시험에서 여러 부작용과 효능 없음이 밝혀져 시장에서 퇴출된 이후, 대체 치료제 개발이 시급했다.

자이그리스는 정상적인 혈액 응고를 방해하는 부작용과 약물이 주사된 후 효능이 반으로 줄어드는 시간(반감기)이 지나치게 짧은 단점으로 인해 그 효과가 미미한 한계가 있던 것.

이를 해결하기 위해 연구팀은 체내에서 철의 주요한 저장물질이며 24개의 구성단위(subunit)가 공 모양으로 자가 조립 되어 쉽게 약물 전달체를 형성할 수 있는 페리틴을 이용했다. 페리틴은 나노크기의 다른 치료약물 전달체보다 안정적이고 체내 면역반응도 작으며, 유전적, 화학적인 변화가 용이한 내인성 물질을 뜻한다.

혈관 내피 세포에서 항염증 작용을 하는 EPCR 단백질 수용체와 혈액응고 등에 관여하는 PAR-1 단백질 수용체를 활성화시킬 수 있는 부위를 페리틴을 중심으로 양쪽 말단에 결합시켜 나노 약물전달체를 만들었다.

이를 통해 자이그리스의 항응고 부작용을 해결함과 동시에 31분 정도이던 짧은 반감기를 5시간43분으로 10배 이상 향상시켜 효능을 개선했다.

강한 입자 형성과 수용체 표적 능력으로 인해 안정적이고 효율적으로 혈관 내피세포의 수용체(EPCR, PAR-1)를 활성화시킬 수 있는 나노 약물전달체를 개발해 단백질 C 수용체를 활성화시키는 부위인 PC-Gla에 효율적으로 전달해 항염증 작용을 증가시킬 수 있었다.

본 연구팀이 제작한 나노약물이 패혈증 쥐 모델의 생존율을 개선시키고 패혈증으로 인한 장기 손상, 혈관 염증 반응을 저해하는 효과를 검증했다.

이번 연구에 참여한 배종섭 교수는 “살인진드기, 에볼라 그리고 메르스 바이러스로 인한 사망 원인이 패혈증으로 밝혀졌으나 현재 공인된 치료제가 없는 실정이다"라며 "이번 연구로 만들어진 약물을 토대로 향후 추가적인 실험과 임상시험이 이뤄져 새로운 패혈증 치료제가 개발돼 감염으로 인한 사망자를 줄이고 감염증 공포로부터 벗어났으면 좋겠다”라고 연구의 의의를 밝혔다.

한편 이번 연구는 미래부 기초연구사업(중견연구자지원사업)과 보건복지부 연구중심병원R&D사업 등을 통해 연구를 수행됐으며, 연구 결과는 재료분야의 권위 있는 학술지인 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials) 온라인 판에 지난달 29일 게재됐다.