신약 개발에는 의외의 특성이 있다. 합리의 극치, 과학의 정수로 불리는 '신약'은 그 이름과 다르게 유행을 타며 개발되기도 한다. 코로나19 유행 시기에 '메신저 리보핵산(mRNA) 백신'이 그랬고, 올해 들어 유난히 관심이 쏠리기 시작한 '비만 치료제'와 '항체약물접합체(ADC)'가 그렇다.

세계와 한국을 크게 휩쓸고 지나간 유행에는 '마이크로바이옴'도 있다. 한 때 너무나도 많이 들려왔던 단어다. 그래서인지 유행 지난 옷에 눈길을 주지 않듯, 마이크로바이옴 치료제를 개발한다는 회사를 보고 눈을 돌리기는 힘들어졌다. '들어봤던 거네'하고 지나치기 쉬워졌다.

하지만 유행이 지났다 해서 좋은 약이 안 좋아지는 건 아닐 것이다. 더욱이 새로운 전략으로 무장했다면, 기존 치료제의 한계를 뛰어넘었다면 어찌 관심을 보내지 않을 수 있을까. '뉴트라슈티컬(Nutraceutical)' 개발 전략을 구심점 삼아 '보우스트(VOWST)'와 '리바이오타(REBYOTA)'를 뛰어넘을 생균 치료제를 개발하고 있는 윤상선 바이오미 대표를 최근 만나 그의 이야기를 들어봤다.

"연세대가 교원 창업을 장려하는 입장이에요. 그 중에서도 의과대학이 굉장히 선도적으로 나서고 있습니다. 그런 분위기에서 겸직 승인을 받았죠. 3년 전 창업하면서도, 지금도 교수로서 할 일은 여전한 하는 와중에 회사도 함께 챙겨오고 있어요. 사실 마음이 많이 쓰여요. 둘 다 잘해내고 싶은데, 혹시 '둘 다 부족해지지는 않을까'하는 걱정이 있기는 합니다."

"의과대학 교수라는 역할 자체로 시장에 신뢰감을 줄 수 있다는 느낌은 종종 받아요. 하지만 그건 정말 느낌일 뿐이에요. 시장에 주는 느낌보다 훨씬 중요한 건, 본질적으로 우리의 약이 훌륭한 효능이 있어야 하고, 환자에게 실제로 도움이 돼야 한다는 것입니다.

의과대학 교수라는 업은 이런 고민에 있어 너무나 큰 도움을 주고 있어요. 임상 연구를 하는 분들과 굉장히 가깝게 지낼 수 있거든요. 서로 기초 연구 지식과 임상에 대한 식견을 나누다 보면 새로운 아이디어가 종종 떠오르기도 하죠. 예컨대 우리 약물의 임상시험에선 '1차 평가지표는 이걸로 하면 되겠다' 하는 류의 생각 말입니다."

"그래서 제가 보기에 가장 바람직한 그림은 '공동 대표'로 회사를 운영하는 것입니다. 혹은 제가 CTO(최고기술책임자) 역할을 맡고, 경영을 담당하는 파트너를 맞이하는 그림도 꿈꾸고 있죠."

"맞아요. 내년 초에 시리즈 A 펀딩을 계획하고 있어요. 자본이 확충되면 자리를 맡아주십사 여쭤보고 싶은 분들을 정리해뒀습니다."

"아시겠지만, 5년 전과 지금의 시장 분위기는 너무나 달라요. 우스갯소리로 가만히 있는데도 문 두드리고 와서 '투자하겠습니다'하던 시절이 있었죠. 하지만 지금은 절대 그런 상황이 아닌데요. 역설적으로 그래서 지금이 더 좋은 점이 있는 것 같아요."

"상황이 어려우니 더욱 신중하게 나아가게 되는 거죠. 벤처캐피탈(VC)보다 다른 회사들하고 이야기를 더 많이 하게 되는 부분도 있어요. 다른 회사들도 우리 바이오미 같은 교원 창업 회사의 기술을 궁금해하고, 더 나아가 신규 모달리티로써 마이크로바이옴에 대한 관심이 있습니다.

그런 면들을 보면서 깨달은 점이 서둘러 '오픈 이노베이션(개방형 혁신)'을 진행해야 한다는 것이었어요. 우리 회사가 이걸 혼자 쥐고 다 개발한다는 건 비효율일 뿐이죠. 연구개발(R&D), 즉 연구와 개발이 있다면 연구는 저희가 진행하되, 개발을 더 잘 할 수 있는 분들이 있다면 과감하게 그 부문을 넘겨줘야 해요."

"약이 환자에게 도달하는 날이 앞당겨지는 게 중요하니까요. 그래서 개발을 책임져 줄 수 있는 사람을 만나려고 많은 노력을 하고 있어요. 믿음이 가는 파트너가 나타났을 때 주저 없이 개발을 온전히 맡길 거에요. 대규모로 투자를 받아서 누구든 데려올 수 있는 상황도 아닐뿐더러, '이건 우리 신약이야, 어딜 넘봐'하는 생각은 너무 큰 욕심이에요."

"우리 가족하고도 자주 이야기하는 건데요, 회사가 잘 돼서 큰 수익을 거두는 상황을 종종 그려봅니다. 그런데 5억원을 벌든, 50억원을 벌든, 500억원을 벌든 저에게는 다 똑같이 큰 돈이에요. 그러니까 '나는 80억원보다 150억원을 벌고 싶어, 150억원보다는 300억원을 벌어야 해' 같은 마음이 들진 않아요."

"맞아요. 창업 계기에 대해서 말씀을 드려야겠어요. 제가 10년 동안 미국에서 박사랑 박사후 과정을 밟고 2009년 연세대에 임용됐어요. 미국에 있던 시절부터 우리를 아프게 하는 미생물을 공부했었죠. 연세대에 오고부터는 우리 몸에 공생하는 미생물을 연구하기 시작했고요.

그런 과정에서 병원성 미생물이 몸 안에 들어오면, 이들을 막아주고 좋은 미생물들이 있다는 걸 알게 됐죠. 이것을 치료에 쓸 수 있겠다는 생각을 함께 하게 됐어요. 거기서 시작해서 15년가량의 연구를 거쳐서 치료제 파이프라인들을 갖추게 됐습니다. 또 운도 좋았죠. 우리 실험실 연구원들과 학생들이 굉장히 열심히 해줬거든요.

그런데 중요한 건, 이런 치료제를 환자에 적용하려면 아무렇게나 배양할 수는 없는 거잖아요. GMP 환경에서 배양을 해야 하니 결국은 거대한 자본이 필요하고요. '이건 정부 연구비 정도로는 안 되겠다. 자본시장에서 투자를 받아야겠다. 투자를 받으려면 창업이 답이구나'라는 일련의 생각을 거치면서 회사를 세우게 됐습니다."

"7명입니다. 지금 바이오미가 홍릉에 있는 서울 바이오허브 입주기업으로 선정이 됐어요. 반은 거기로 출근하고, 반은 여기 연세대 에비슨연구소로 출근해요."

"보건산업진흥원 지원으로 GLP 4주 독성 동물실험을 완료했어요. 조만간 최종 보고서가 나올 겁니다."

"독성으로 의심되는 부분이 전혀 없는 것으로 나왔어요. 마이크로바이옴 소재가 원체 안전성에 대한 우려가 덜합니다. 이제 중요한 건 작용기전, MoA(Mechanism of Action)를 어떻게 설명하느냐, 그것으로 에피커시(Efficacyㆍ효능)를 어떻게 설명하느냐가 되겠죠. 마이크로바이옴 치료제 영역의 진검 승부라 하겠습니다."

"파산했죠. 안타까운 소식입니다. 소식을 듣고 깜짝 놀랐어요. 이벨로는 마이크로바이옴 치료제 분야에서 굉장히 전도유망한 회사였으니까요. 실제로 보스턴에서 만나서 이야기를 나눴을 때만 해도 굉장한 자신감이 있었고, 투자도 잘 받았던 곳이에요.

이벨로 같은 경우 비임상 결과는 굉장히 좋았어요. 적응증이 아토피 건선이었고, 경구제로 미생물 균주를 장으로 전달한다는 콘셉트였어요. '장에 들어간 미생물이 어떤 효과를 일으켜서 피부를 낫게 한다'는 개념이었던 거죠. 그런데 임상에서 실패해 버렸습니다."

"장과 여타 장기의 기능에 어떤 상호작용이 있다는 건 널리 알려진 사실입니다. 하지만 뭔가를 장으로 전달해서 적절한 시간 안에 특정 기능을 개선시키거나 회복시킨다는 건 또 다른 이야기죠. 어떻게 장내의 미생물이 피부까지 치료효과를 발휘하는지, 이벨로가 그 중간 과정을 아주 정확히는 몰랐다는 게 아쉬운 부분입니다."

"정말 엄밀하게 얘기하자면, 마이크로바이옴 치료제 시장에서 지금까지 성공한 건 '분변 이식'밖에 없어요. 지금 '보우스트'와 '리바이오타'가 미국 식품의약국(FDA)으로부터 승인을 받은 상태죠. 그런데 약재 가격이 엄청나요. 캡슐 12개가 1만7500달러(약 2300만원)에요."

"이 약을 만들 때, 건강한 분변 기증자를 선별하는 과정이 필요해요. 그들의 분변에서 미생물을 뽑아낸 다음 캡슐을 만드는 거에요. 그런데 기증자 선별 기준이 워낙 엄격하다 보니, 100명 중 1명 꼴로 적합자가 선별되죠. 거기서 비용이 상당히 많이 들어가고, 이것이 약값을 올리게 됩니다."

"자연스레 이 이야기로 이어지게 되는군요. 기존 분변 이식에서 비용이 가장 많이 들어가는 부분이 '기증자 선별'이라고 했었죠. 바이오미는 분변 이식의 효과를 대체할 수 있는 4종의 미생물 조합을 골라내서, 유효성을 동물실험에서 확인했어요.

그러니까 기존 분변 이식 요법보다 훨씬 더 저렴하게 약을 생산할 수 있으면서도, 분변 이식의 약효는 그대로 재현시킬 수 있는 '항생제 내성 세균 감염 치료제' 후보가 BM111입니다. 치료효과가 있는 미생물 조합이 이미 약에 있기 때문에, 분변 기증자를 찾을 필요도 없을뿐더러 품질관리(QC)와 표준화 작업도 쉬워져요. 셀트리온이 여기에 관심을 갖게 되면서, 양사 협업 하에 바이오미의 주요 파이프라인으로 개발되고 있습니다."

"아까 작용기전 이야기를 했었죠. 이벨로는 미생물이 장에 들어간 후 어떤 과정을 통해 피부에 약효가 미치는지 잘 몰랐습니다. 그 중간 과정을 아는 게 중요하다는 이야기죠. 바이오미는 '몰레큘 퍼스트 어프로치(Molecule-first approach)'를 통해 그런 문제를 해결하면서 치료제 개발을 시작했어요. 'BM109'와 'BM107'에 적용된 전략입니다."

"체내에서 병을 일으키거나 치유하는 실제 물질을 먼저 알아낸 뒤, 그 물질을 없애거나 만들어낼 수 있는 미생물을 거꾸로 찾아내는 방식이에요. 이 방식을 적용해 먼저 탐구했던 물질이 'TMAO(Trimethylamine N-Oxide)'와 '뷰티레이트(Butyrate)'죠. TMAO는 장에서 음식물이 소화되면서 생성되는 물질인데요. 혈액을 순환하면서 체내에 많아지면 동맥 경화 등 심혈관질환을 일으키는 안 좋은 물질입니다. 반면 뷰티레이트는 체내에 많아지면 약효를 발휘하는 물질이고요.

그래서 장에서 TMAO를 분해시킬 수 있는 미생물을 찾아 심혈관질환 치료제 'BM109'를, 뷰티레이트를 생산하는 미생물을 찾아 건강기능식품 'BM107'을 개발하게 된 것입니다. 이런 개발 전략에선 작용기전을 몰라서 실패하는 리스크가 대폭 줄어듭니다. 이미 작용기전이 밝혀진 물질부터 알아낸 뒤에 거기 상응하는 미생물을 찾아냈으니까요."

"메디컬 푸드(Medical food), 뉴트라슈티컬(Nutraceutical)이라는 개념이 있습니다. 제가 알기로는 FDA에서 기능성 원료를 허가하는 트랙이 3가지가 있는데요. GRAS(Generally Recognized as Safeㆍ일반적으로 안전한 물질), NDI(New Dietary Ingredientㆍ신규 식품 첨가물), 그리고 뉴트라슈티컬입니다.

뉴트라슈티컬은 말하자면 식품으로 분류가 됩니다. 이 분류로 인증을 받으면 일단 제품 판매가 가능해지고, 이것으로 환자를 모집해서 임상을 할 수 있어요. 식품으로써 먼저 인증받은 다음 치료제로 개발하는 게 가능하다는 거죠."

"맞아요. 우선 뉴트라슈티컬로 인증을 받게 되면, 푸드 그레이드(Good Grade) GMP에서 생산된 원료를 가지고 임상을 할 수 있어요. 일반적인 치료제 GMP 생산 비용의 5분의 1, 혹은 10분의 1 수준까지 생산 비용을 줄일 수 있어요."

"아까 말씀드린 BM111 있죠. 분변 이식을 대체하는 4종의 미생물이 포함된 치료제요. FDA와 식품의약품안전처는 특정 원료들을 딱 정해두고, 그 안에 해당되는 것들은 식품으로 취급해요. 거기 해당되는 원료라면 비교적 자유롭게 만들어 팔 수 있어요.

BM111의 미생물 4종이 아직 여기에 포함되지는 않았지만, 우리가 연구한 바에 따르면 이 4종의 미생물은 이미 인간과 오랜 시간 공생해 온 종들이에요. 그래서 이들을 뉴트라슈티컬로 인증시키는 신청 절차를 시작했습니다."

"FDA가 이런 인증 절차에 있어 매우 탄력적인 면모가 있는 것 같더군요. 그렇죠. 그래서 미국에 먼저 가는 것으로 가닥을 잡고 있습니다."

"의학이 많이 발전했지만, 여전히 치료가 어려운 질병이 얼마나 많아요. 마이크로바이옴이라는 새로운 모달리티를 통해 이전에는 상상하지 못했던 일들을 할 수 있게 될 겁니다. 그러니까, 거창하게 이야기하자면 '인류를 이롭게 하는 것'이 바이오미가 존재하는 이유라 할 수 있겠습니다.

또 저를 통해서, 바이오미를 통해서 성장하는 직원들을 보고 싶어요. 몇 안되는 우리 직원들이 주인 의식이 정말 강해요. 금요일 오후마다 회사 미팅을 하면 서로 아이디어를 이야기 못해서 안달이에요. 모든 걸 자기 일처럼 여기고 있습니다. 이런 사람들과 일한다는 게 엄청난 행운인거죠. 결국 이 분들을 진짜 회사의 주인으로 만들어야겠다는 마음에 스톡옵션 계약을 체결하기로 했습니다. 올해 안에 마무리가 될 겁니다.

마지막으로, 얼마 전에 메일을 한 통 받았어요. 자기 아버님이 항생제 내성 세균에 감염이 돼서 중환자실에 계시다고. 바이오미가 치료제를 개발하는 것으로 들었는데, 임상시험을 우리 아버님께 해 줄 수 없느냐는 내용이었어요. 답장을 썼다 지웠다 하다가 결국은 답장을 보내드리지 못했어요. 우리 치료제가 아직 그 단계에 접어들지 못했잖아요. 개발에 속도감도 정말 중요하겠다는 생각이 들었어요. 더 열심히 해야만 하는 이유가 생겼습니다."

 박성수 기자 spark@hitnews.co.kr