[메디파나뉴스 = 박으뜸 기자] 최근 치료 중심에서 예측과 예방 중심으로 패러다임이 변화하고 있다. 이에 진단 기술에 대한 중요성이 더욱 높아지고 있다.

 

특히 암에 대한 치료 방법이 꾸준히 개발되고 있지만, 조기 진단과 정확한 진단의 어려움으로 여전히 암 환자의 사망률은 높은 편이다.

 

'맞춤치료'를 가능하게 하는 '동반진단'이 점차 주목받고 있는 이유다.

 

식품의약품안전평가원의 '2020년 신개발 의료기기 전망 분석 보고서'에 따르면, 세계 동반진단 기기(CDx) 시장 규모는 2017년 8437억 원(703백만 달러)에서 2025년 4조 9 천억 원(4,095백만 달러)로 연평균 21.38%로 성장할 것으로 전망된다.

 

동반진단(CDx)은 환자의 치료에 적절한 표적치료제를 사용하기 위해 약물의 반응성 및 안전성을 미리 예측하는 검사다. 이러한 검사 시스템을 체외 동반진단 기기(In vitro Companion Diagnostic Devices, IVD-CDx)라고 한다.

 

동반진단은 환자 분류에 필요한 유전자 수준의 필수 정보를 제공하므로, 치료제를 효과적이고 안전하게 사용할 수 있다. 또한 동반진단은 의료전문가가 치료 약물의 장점과 부작용 또는 위험을 평가하는 데 도움이 된다.

 

이 동반진단(CDx)을 이용해 다수의 치료제에 대한 환자의 반응을 모니터링을 하면, 약물에 대한 안전성과 임상적 효과를 향상시킬 수 있다. 따라서 동반진단은 개인 맞춤(Personalized) 치료, 정밀의학(Precision Medicine)에 있어 중요한 부분을 차지하고 있다.

 

동반진단 기기 시장은 다양한 바이오마커 기반으로 수요가 증가함에 따라 빠른 성장률을 보이고 있다. 최근 정밀의료에 대한 인식이 높아짐에 따라 동반진단 기기 시장이 전 세계적으로 성장세에 있다.

 

동반진단 기기의 국내 시장은 현재 소규모이지만, 국내 동반진단기기 제조업체들은 폐암 환자 진단 기기 개발 등 지속적인 연구 개발로 빠르게 성장할 것으로 보여진다.

 

분자 진단 분야에 있어 유전체 연구의 발전은 질병의 기전과 치료에 대한 이해 수준을 높여 왔다.

 

1970년대에는 아스트라제네카가 선택적 에스트로겐 수용체 조절제(Selective Estrogen Receptor Modulator, SERM)인 타목시펜(Tamoxifen)을 기반으로 '놀바덱스(Nolvadex)'를 개발했다.

 

처음으로 분자 테스트가 약물 개발 과정과 통합된 셈이다. 2단계 연구에서 에스트로겐 수용체(Estrogen Receptor, ER) 상태에 대한 데이터와 환자의 치료 결과를 연관시킴으로써 유방암에 대한 치료 접근법이 개발됐다.

 

이때까지만 해도 이러한 바이오마커 기반 접근 방식이 적극적으로 수행되지는 않았지만, 1990년대에 약물 진단 공동개발 모델은 표적 치료법의 개발에서 그 잠재력을 입증했다.

 

1998년에 로슈는 HER2 양성 유방암 치료제 '허셉틴(Herceptin)'과 HER2 단백질 과발현을 검사하는 HercepTest™(Dako)의 임상에서 큰 성공을 거뒀다. 그 결과 세계 최초의 동반진단 신약이 FDA 승인을 받았다.

 

하지만 '동반진단'의 중요성과 개념이 바로 잡힌지는 얼마 되지 않았다.
 
실제로 허셉틴 치료제를 검사하기 위한 동반진단기기 HercepTest는 규제 승인 이후 몇 년 동안, 예측 바이오마커 기반 테스트 또는 검사를 약리유전학 또는 약리진단이라 불려왔다.

 

'동반진단'이라는 용어가 등장한 것은 2006년 Nature Biotechnology가 처음이다. 이 연구 결과에서 저자들은 약물 발견 과정이 점차 단순화될 것이며, 동반진단법을 활용함으로써 임상시험이 보다 효율적이고 유익할 것이라고 언급했다.

 

아울러 미국 FDA는 2014년에 'In Vitro Companion Diagnostics Devices(체외 동반진단 기기)'에 대한 지침 문서를 발행해 동반진단에 대한 개념을 정의했다.

 

그 후 2016년에 'Principles for Codevelopment of an In Vitro Companion Diagnostic Device with a Therapeutic Product(동반 진단 장치의 코드개발에 관한 연구)', 2018년 'Developing and Labeling In Vitro Companion Diagnostic Devices for a Specific Group or Class of Oncology Therapeutic Products(특정 종양치료제 그룹 또는 등급별 동반 진단 기기 개발 및 라벨 부착)'라는 지침을 발표하면서 동반진단 개발을 독려해왔다.

 

암 치료법의 개인 맞춤(Personalized)의 흐름에 따라 신약 및 진단 치료법 개발자들은 약물과 관련된 바이오마커 연구개발에 집중했다. 치료에 특정 환자군에 대한 임상시험 후보자를 선별할 수 있는 동반진단을 동시 개발하는 기업도 많다.  

 

지난 10년간 동반진단 기기는 항암 신약 분야에서 비교적 성공적으로 개발돼 왔다.

 

2013년 11월 화이자의 Anaplastic Lymphoma Kinase(ALK) 억제제 '잴코리(Xalkori)'의 비소세포폐암(Non-small cell lung cancer, NSCLC)에 대한 승인이 대표적이다. ALK 성분분해에 대한 형광제자리부합법(Fluorescent In situe Hybridization, FISH) 분석을 동시에 개발함으로써 ALK 재배열을 탐지할 수 있었고, 이를 기반으로 임상 연구가 활발하게 진행됐다.

 

약 255명의 ALK 양성 환자를 대상으로 한 무작위 공개 임상연구 2개가 잴코리의 효능을 입증했고, 미국 FDA 승인을 무사히 받을 수 있었다.

 

이후 백혈병, 대장암, 위암, 난소암, 흑색종을 포함한 다른 종류의 암에 대한 동반진단에 대한 성공적인 상업화가 이뤄졌고, 글로벌 제약사와 생명공학 및 진단회사들로 하여금 도전적인 연구 개발을 이끌게 됐다.

 

최근에는 신경 퇴행성 질환, 전염병, 대사 장애, 심혈관 질환 등 비종양학 지표에 대한 공동개발 모델에서 동반진단 솔루션이 개발되고 있다.

 

동반진단 기기(CDx) 개발은 주로 진단 전문 회사와 제약사의 전략적 제휴를 통해 진행된다.

 

제약사는 바이오마커 및 진단에 대한 개발에 대한 성능 검증 및 상용화 등 관련 경험이 부족하고, 진단회사의 경우는 약물에 관한 개발 등의 경험이 부족하기 때문에 두 회사 간의 협력이 동반진단(CDx) 개발에 유리하다.

 

이에 따라 약물·동반진단 공동개발에 있어 두 회사 간의 공동 개발 계획 수립 및 실행이 중요한 열쇠가 되고 있다.