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세포치료제 특허권을 등록 받는 4가지 방법

2023-02-21
조회수 1324


세포치료제 특허의 필요성?!


  세포치료제는 살아있는 세포를 질환 치료에 이용하는 것이다. 환자의 치료와 진단 예방을 위해 살아있는 자기, 동종, 이종 세포를 체외에서 증식한 의약품으로 세포 유형에 따라 줄기세포치료, 체세포치료, 면역세포치료제 등으로 나뉜다.


  최근 환자나 정상인의 면역세포를 이용해 암세포를 효과적으로 공격할 수 있는 면역세포치료제가 살아있는 항암제로 각광을 받고 있다. 면역세포치료제는 일반적으로 체외 증식 중인 T 세포나 NK 세포에 유전자 조작을 통해 키메릭 항원 수용체 (Chimeric Antigen Receptor, CAR)나 T 세포 수용체 (T Cell Receptor, TCR)를 발현시키고, 이들 유전자 변형 세포치료제는 특정 암세포에 과발현된 세포표면 단백질을 인식해 암세포를 제거한다. 


  2022년 2월 기준 FDA의 승인을 받은 CAR-T 세포치료제는 노바티스의 ‘킴리아’와 길리어드 사이언스의 ‘예스카타’를 비롯해 6종이 있다. 2022년 2월 기준 세포•유전자치료제 관련 글로벌 임상시험 역시 3,343개로 활발하며, 이 중 과반수가 넘는 53.7%가 전임상단계이다. 유전자 변형 세포치료제가 전체 파이프라인의 약 23.2%를 차지하며, 관련 시장 역시 2026년까지 165.3억달러로 급성장해 전체 세포•유전자치료제 시장의 29.7%를 차지하리라 예상한다 (Evaluate Pharma, 2022). 초기 연구개발의 비중이 커서 바이오 벤처 기업이나 대학교, 연구기관들이 파이프라인의 대다수를 차지하고, 기술적 난이도로 인해 비영리기관과 산업계간 공동연구가 활발하다. 펜실바니아/노바티스의 ‘킴리아’, 카이트파마/길리어드의 ‘예스카타’, 주노테라퓨틱스/BMS의 ‘브레얀지’, 블루버드바이오/BMS의 ‘아베크마’ 등이 공동으로 CAR-T 세포치료제를 개발해 FDA 승인을 얻었다. CAR-T 세포치료제 분야 상위 다출원인으로 펜실바니아 대학, 주노테라퓨틱스, 노바티스, 메모리얼 슬론 케터링 암센터, 셀렉티스, 시티오브호프, 미국 보건복지국 등 산학연이 고루 포진되어 있고, 원천기술 개발자를 중심으로 높은 특허 점유율을 나타내며 특허장벽 또한 견고하다. (BIO ECONOMY BRIEF December 2021 Issue 138) 


  CAR-T 세포치료제의 원천특허는 2012.07.02.에 등록된 미국특허(등록번호 US 8,211,422 B2)로 대표청구항 (Claim1)에서 키메릭 항원 수용체의 기본 구조를 특정 항원인지부위scFv 및 서브유닛을 특정 서열이나 표적 대상으로 한정하지 않고, 서열이 한정되지 않은 DNA 수준에서 권리화한 원천적인 권리를 가지고 있다. 예스카타 (YESCARTA®)의 특허이기도 한 이 원천특허의 현재 권리자는 CABARET BIOTECH Ltd와 미국 보건복지부 (US Department of Health and Human Services)이고 만료일은 2031년 5월 31일이다.


  따라서 국내의 경우 원천특허가 아닌 생산방법이나 제조공정을 다변화하고, 기존 항암제를 리포지셔닝해 실용 특허나 물질 특허로 등록하는 전략이 필요하다. 환자나 정상인의 혈액에서 T 세포뿐만 아니라 NK 세포 등을 증식시키는 세부 방법, 증식과정에서 첨가하는 유도제 등의 용도를 재발견해 물질 특허나 방법•용도 특허를 등록할 수 있다.



세포치료제 특허등록 전략을 살펴보면,


첫째, 세포치료제 생산방법의 다변화 전략이다. 

소량의 말초 혈액 단핵 세포 (PBMC)에서 NK 세포를 증식시킬 때, 기존의 여러 사이토카인과 항체를 이용하면서 (T 림포마 세포주인) CD4+ T 세포를 지지세포(feeder cell)로 이용하면 NK 세포가 더 잘 증식한다 ((주) 녹십자랩셀, 등록번호 10-1799986, 등록일자 2017년11월15일).


세포치료제 생산방법 개선을 고려하는 것도 가능하다. 

상기 조건에서 (T 림포마 세포주인) CD4+ T 세포에 공동자극인자인 4-1BBL와 mbIL-21를 발현시켜 지지세포 (feeder cell)로 이용하면 NK 세포의 증식이 현저히 증가하고 세포살해능도 향상된다. ((주) 지씨셀, 등록번호 10-2460173, 등록일자 2022년10월25일) 


둘째, 원래 용도와 다르게 기존의 약을 세포치료제 활성의 유도제로 사용하는 경우 (물질특허)이다. 원래 절제불가능한 간세포성암 환자의 표적항암제로 개발된 receptor tyrosine kinase 저해제인 레고라페닙을 NK 세포에 병용 처리하면 NK 세포의 활성이 향상되어, 암세포에 대한 세포독성이 증가한다. (한국화학연구원, 등록번호 10-1824197, 등록일자 2018년01월25일)

원래 용도와 다르게 기존의 약을 세포치료제 활성의 유도제로 사용하는 경우 (물질특허): 원래 간세포암 환자의 치료물질로 개발된 경구용 c-Met receptor tyrosine kinase 저해제인 티반티닙을 NK 세포에 병용 처리하면 NK 세포의 활성이 크게 향상되어, 암세포에 대한 세포독성이 증가한다. (한국화학연구원, 등록번호 10-1824205, 등록일자 2018년01월25일)  


셋째, 제법이 다른 경우 방법특허를 고려할 수 있다. 

CAR-NK 세포를 만들 때 CAR plasmid를 주입하는 방법이 달라지면 특허 등록이 가능하다. 가령 렌티바이러스, 전기천공, 미세유체, mRNA-LNP (Lipid Nanoparticle) 등을 이용해 NK 세포에 CAR plasmid를 주입하는 방법을 개선하여 특허화할 수 있다.     


마지막으로, 약용 대상을 달리하는 경우이다.

CAR-T 세포치료제는 살아있는 세포를 이용하기에 미세한 잔존암과 전이암까지 공격할 수 있지만, 염증반응이 과하게 촉발되어 사이토카인 방출 증후군이라는 부작용이 생길 수 있다. CAR-T 세포를 직접 주입하기보다 세포치료제를 건강하게 배양한 세포배양액에서 작은 크기의 엑소좀만 분리해 환자에 처리하면 항암효과는 유지되면서 염증과 신경독성을 완화시킬 수 있다.



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김나영 연구원 / 특허법인 BLT 바이오팀


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