유전자치료제 연구개발 및 규제 동향 2015

유전자치료제 개발에는 다양한 벡터와 이에 적용되는 첨단기술이 접목되어 있어, 관련 국가의 가이드라인이 적용되는 범주 또한 해당국의 기술 개발 여건 등을 반영하여 서로 다른 것이 현실이다. 또한, 치료제의 종류와 특성, 임상에서의 적용 방법도 다양하고, 과학 기술이 빠르게 발전함에 따라 가이드라인을 일률적으로 적용하기에는 무리가 있다. 유전자치료제의 허가·심사 시에는 모든 국가들이 개별 의약품에 대한 시험의 실시 및 평가와 관련된 해당 국가의 가이드라인 지침의 목적에 맞게 당시의 학문 진보를 반영하여 합리적인 근거에 따라 유연하게 판단하기를 권고하고 있다. 품질, 비임상, 임상, 시판 후의 사후관리와 관련하여 국내외 유전자치료제 관련 가이드라인의 현황을 보여주는 가이드라인 모식도는 아래와 같다. 미국 FDA에서는 유전자치료제에 관련하여 유전자치료제의 생산, 품질 관리, 유전자 치료용 재조합 벡터의 투여, 비임상 시험에 관한 지침이 1998년에 발간된 이래, 임상 연구 시의 지연성 이상반응(2006년), Retrovirus 벡터를 사용한 유전자 치료에서 복제 가능 Retrovirus 시험에 관한 가이드라인(2006년), 임상승인 신청용 유전자치료제의 품질평가에 관한 가이드라인(2008년), 효력 시험(2011년), 비임상 시험(2013년)에 대한 보다 세부적인 가이드라인이 만들어졌다. 유전자치료제에 사용되는 개별적인 바이러스 벡터에 관련된 것으로는 2006년의 Retrovirus 벡터에 관한 것이 유일하며, 현재 임상 연구가 활발한 Adenovirus나 AAV 벡터에 대한 별도의 가이드라인은 아직 없다. 유럽 EMA에서는 미국과 달리 Lentivirus 벡터에 대한 세부적인 가이드라인이 2005년도에 먼저 만들어졌으며, 유전자 전달 벡터의 germline transmission에 대한 비임상 시험 가이드라인(2006년), 임상 진입을 위한 비임상 시험 가이드라인(2008년), 환자의 장기 추적 조사(2010년)에 관한 가이드라인이 발간되어, 유전자치료제 연구 개발의 흐름에 따라 가이드라인이 시기적절하게 제시되어 온 것으로 보인다. 2010년에는 AAV 벡터를 사용한 Glybera의 허가와 발맞추어 AAV 벡터를 사용한 유전자치료제의 품질, 비임상, 임상에 대한 가이드라인이 추가로 만들어졌다. 또한 유전자 이입한 세포를 사용하는 유전자 치료제에 대한 품질, 비임상 및 임상시험 가이드라인이 2012년에 마련되었다. EMA에서는 유전자치료제 관련하여서 미국과 달리 바이러스 벡터 중 하나인 Lentivirus 벡터에 초점을 맞춘 세부적인 가이드라인이 2005년도에 가장 먼저 만들어졌으며, 유전자 전달 벡터의 germline transmission에 대한 평가를 위한 비임상 시험 가이드라인(2006년), 임상시험 이전에 요구되는 비임상 시험에 대한 가이드라인(2008년), 유전자치료제 투여 환자의 추적 조사(2010년)에 대한 가이드라인이 발간되어 유전자치료제 연구개발의 흐름에 따라 가이드라인이 시기 적절하게 제시되어 온 것으로 보인다. 2010년에 AAV 벡터를 사용한 Glybera의 허가와 발맞추어 재조합 AAV를 사용한 유전자치료제의 품질, 비임상, 임상에 대한 가이드라인이 별도로 만들어졌다. 또한, 유전자 이입한 세포를 사용하는 유전자치료제에 대하여서도 품질, 비임상, 임상에 대한 가이드라인이 2012년에 제시되었다. 미국과 유럽의 유전자치료제 관련 가이드라인이 세부적인 사안들에 대하여 각각 발간된 반면, 일본의 유전자치료제 가이드라인은 품질 및 안전성 확보에 관한 지침이 1995년에 발간되어 국제적으로도 미국보다도 빠른 가이드라인이 만들어진 반면, 유전자치료 임상연구에 관한 지침이 2002년에 발간된 이래로 유전자치료제 개발 시의 비임상, 효능, 각각의 바이러스 벡터 등에 대해서는 아직 별도의 지침들이 만들어지지 않은 실정이다. 그러나, 유전자치료제의 품질 및 안전성 확보에 관한 지침에서는 바이러스성 벡터 외에도 비 바이러스성 벡터를 이용하는 경우에 대한 지침이 선제적으로 제시되어있다. 또한, 일본의 유전자치료제의 임상연구에 관한 지침은 임상 연구에 참여하는 환자들의 개인정보 보호에 대한 사항에 대한 지침을 제공하는 것이 주목된다. 본 가이드라인은 2006년 11월에 발표된 Retrovirus 벡터를 이용한 유전자치료제에 대한 가이드라인에 대하여 추가적인 사항들을 포함하고 있다. 그 이후 FDA에서는 개발자들이 Retrovirus 벡터가 아닌 유전자치료제의 경우에도 치료 후 장기적으로 환자들에서의 부작용이 발생 여부를 추적 조사하는 계획을 세우도록 권고하였다. 유전자 치료를 위해서 생물학적 활성이 장기간 유지되는 것이 필요하지만, 이러한 장기간의 생물학적 활성 발현은 수개월 또는 수년 후에 환자들에게 부작용을 유발할 가능성이 있다. 이상반응이 지연되어 발현하는 원인으로는 바이러스성 벡터의 장기적인 체내 체류, 인체 chromosome내로 유전자의 삽입, 도입된 유전자의 장기적인 발현, 투여된 생체에서 다른 유전자의 발현 변화 등을 들 수 있다. AAV 벡터의 사용으로 인해 의도하지 않은 유전자의 삽입이 발생할 수 있으며 이러한 비특이적 유전자의 삽입에 의한 돌연변이로 인해 오랜 시간이 지난 뒤에 암이 발생할 수 있다. 이러한 점을 고려할 때 AAV 벡터 이용 유전자치료제의 안전성 확보를 위해서는 분자 생물학적 방법을 통하여 생체 내의 여러 장기에서 벡터 유전자에 대한 생체 분포 평가는 반드시 요구된다. 특히, ICH의 'Consideration on General Principles to Address the Risk of Inadvertent Germline Integration of Gene Therapy Vectors(2006)'에서는 유전자치료제 벡터의 germline 삽입의 위험성을 제시하여 생체분포(bio-distribution)시험의 필요성을 강조하였으며 특히, 생식장기(고환, 난소)에서의 벡터의 분포를 RT-PCR과 같은 민감도가 좋은 정량분석 기법을 추천하고 있다. Viral shedding에 관한 학술 문헌을 보면, 사람을 대상으로 한 연구를 제외하고, 원숭이를 이용한 시험이 주로 이루어졌으며, 사람을 대상으로 한 시험은 남녀를 모두 포함하였지만, 동물실험에서는 주로 수컷을 대상으로 진행하였으며 정맥을 이용한 AAV 투여가 주로 사용되었으며 연구기간은 다양하게 나타났다. 시험법은 주로 qPCR 방법을 이용하여 AAV를 검출하였고 모든 체액을 이용하여 연구하였으며, 그 중 소변을 통한 AAV shedding을 연구가 다수 존재하였다. 미 FDA와 유럽 EMA에서 viral shedding에 대한 연구를 수행하도록 제안하고 있는데(FDA draft, 2014; EMA, 2009), 이는 바이러스 벡터를 사용함에 따라 외부 환경에 노출되어 제 3자로의 감염에 대한 안전성 여부를 예측하는 것이 목적이다. 이와 같이 AAV 유전자치료제의 비임상시험을 계획하기에 앞서 약리독성학 시험과 POC 시험과의 중요한 차이점 등 고려사항은 표12와 같다. POC 시험은 종종 임상적으로 사용하는 vector와 유사하게 생물학적으로 적절한 반응이 유도되도록 유사한 vector construct로 실험할 수도 있다. 이 경우 임상 vector와 동일하지 않을 수 있지만 약리독성 시험은 임상에서 사용하는 동일한 vector를 사용해야 한다. 또한 POC 시험은 질환모델에서 수행해야 하며, 약리독성시험은 적절한 동물을 사용하여 수행할 수 있다. 특히 분포시험, 벡터 DNA의 삽입으로 인한 종양원성 가능성과 germline transmission등을 확인하기 위한 약리독성시험에서 추가적인 실험이 필요할 수 있다.