압타머 개발 및 활용에 대한 최근 동향

KAIST 정기준 교수, 정구민 박사

1. 개요
압타머 (Aptamer)는 “fitting”이라는 뜻을 가지는 라틴어 “aptus”와 그리스 접미사 “-mer”의 합성어로, 특정 물질에 대해 특이적 결합 능력을 가지는 DNA를 일컫는다. Stem, loop, hairpin, quadraplex 등 고유의 3차 구조를 가지며 조합된 구조에 따라 단백질, 바이러스, 펩타이드 뿐만 아니라 저분자 유기물에도 결합능을 가진다. 압타머는 주로 1990년 Larry Gold 연구팀과 Andrew Ellington 연구팀에 의해 개발된 SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential enrichment) 방법을 이용하여 발굴되어 왔다. 이와 같은 방법을 통해 발굴된 압타머는 항체와 비교될 수 있을만한 높은 친화도를 (KD~pM) 가지기 때문에 항체의 대체물질로써 각광받아왔다. DNA 또는 RNA인 압타머는 단백질인 항체 분자에 비해 열적, 화학적 안정성이 높으며 내구성 역시 뛰어나기 때문에 의약적 목적뿐만 아니라 진단 등의 체외 활용에도 쉽게 이용될 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그리고 주로 동물세포에서 생산이 진행되기 때문에 생산성이 낮은 항체에 비해 대량 생산이 용이하기 때문에 생산 용이성과 수가 측면에서 우위에 있다고 할 수 있다. 압타머는 화학적인 합성을 통해 생산될 수 있기 때문에 배양 및 정제를 통해 생산되는 항체에 비해 생산 시간이 짧아 생산 용이성이 크게 증대될 수 있다. 또한 배양 과정에 따라 항체의 성질이 달라질 수 있는 것에 비하여 화학적 합성을 통해 주로 생산되는 압타머의 경우 거의 변함 없는 품질을 유지할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그리고 압타머의 경우 개발 중 생체를 이용하지 않아도 되기 때문에 생체에 유해한 표적 물질에 대해 결합 능력을 가지는 압타머 개발이 용이하다. 이러한 개발 및 생산 측면에서의 장점들과 동시에 압타머는 임상 적용시에도 많은 가지고 있다. 기존의 단백질 기반 의약품에서 빈번히 나타나는 면역 거부반응을 거의 일으키지 않는 것으로 알려져 있기 때문에 치료용 의약품 개발에 있어 기존 단백질 의약품에 비해 큰 우위를 가진다고 할 수 있다.
2014년 기준 전세계 의약품 시장 규모는 약 7810억 달러로 추산되고, 바이오 의약품은 그 중에 1790억 달러의 규모를 가지는 것으로 나타났다. 특히 항체 의약품 시장 규모의 경우 2015년 기준으로 600억 달러를 상회하는 것으로 나타나 의약품 시장에서 차지하는 비중이 상당히 높음을 알 수 있다. 기존 항체를 효과적으로 대체할 수 있는 물질인 압타머에 대한 관심이 증대되고, 개발 및 실용화에 대한 연구가 활발히 진행되고있는 시점이기 때문에 본 보고서에서는 압타머의 개발 및 활용 동향에 대해 고찰해보고자 한다.