제약회사 개발 기획 RA팀 업무 25

바이오시밀러

Jul 27. 2025

3.2.6.2 바이오시밀러

동등성을 입증하는 부분과는 별개로, 개발을 진행하는 과정 자체가 쉬운 과정이 아닙니다.

먼저 바이오시밀러를 개발하기 위해서는 Cell Bank 즉, WCB, MCB(Working Cell Bank / Master Cell Bank)를 갖춰야 합니다. 어떤 세포주를 처음 부터 선택하느냐가 품질과 공수 그리고 비용까지 결정하게 됩니다. 오리지널과 구조와 기능이 유사한 단백질을 만들어내는 세포주를 개발해야 하는데, 바이오의약품은 복잡한 고분자 단백질로 이는 쉽지 않습니다.

1) 먼저 오리지널 의약품의 품질 속성을 분석해야 합니다.

화학의약품은 화학 구조를 알고, 실제 판매되고 있는 의약품을 분석하거나 특허 확인을 통해 기술을 파악하면 오리지널 의약품의 품질 속성을 어느 정도 분석할 수 있습니다.
그러나 바이오의약품의 경우, 아미노산 서열, 고차 구조(3D folding, PTMs), 당화 패턴(Glycosylation), 불순물 프로파일 등 파악해야 할 품질 속성이 매우 복잡합니다.

또한 상세한 제조공정 확보가 어려워, 자체 분석 또는 개발 경험에 의존해야 합니다.

오리지널 의약품의 품질 속성인 QTPP(Quality Target Product Profile)를 확인한 후, 세포주를 개발해야 합니다. 앞서 말씀드렸듯이 바이오의약품은 세포주에서 생산되며, 적절한 세포주를 선택하고, 오리지널 의약품과 동일한 세포주를 확립해야 합니다.

2) 바이오시밀러는 치료제의 원료인 재조합 항체 단백질을 생산하는 세포주를 개발하는 것에서부터 시작됩니다. WCB/MCB는 바이오시밀러 의약품을 생산하는 ‘공장’ 역할을 합니다.
무한 증식이 가능한 cell을 숙주로 삼아, 재조합된 DNA를 삽입한 세포를 대량으로 생성합니다.

이 세포들 중 안전성, 품질, 생산성을 고려해, 최종적으로 바이오시밀러 생산에 사용될 세포주를 선정합니다.
이후 단일 세포주를 배양하여 사용하며, 배양된 세포들은 동일한 유전적 형질을 가지기 때문에 균일한 효능을 보장할 수 있습니다. 바이오의약품이 초기에는 비용이 많이 들지만 대규모 생산 단계에서는 합성의약품 제조 대비해서 생산 단가가 낮아질 수 있습니다.

세포주 개발에는 보통 8~12개월이 소요됩니다.
세포주 개발은 바이오시밀러 개발의 기본(Ground)이 됩니다.

바이오의약품을 개발하려면 대량 생산이 가능한 셀뱅킹이 필요하며, 보통 MCB/WCB 체계로 구성됩니다.

세포은행은 영하 180도의 액체 질소 탱크에 보관되며, 세포주를 해동한 후 Scale-up하여 바이오의약품을 생산합니다.

3) 셀뱅킹을 구축한 후, 공정 개발에 착수합니다.
바이오의약품은 그 특성상 “제조공정이 곧 제품”이라 할 수 있으며, 제조공정을 정교하게 갖추는 것이 제품 품질과 직결됩니다. 연구 단계인 Lab-scale에서 생산 공정 개발 단계로 넘어가면서, 세포 배양 조건을 개선해 생산성을 향상시키고, 정제(Purification) 과정을 통해 불순물을 제거합니다.

세포 및 세포 찌꺼기를 제거한 배양액에서 단백질을 추출하는 정제 과정에서는, 여러 단계의 크로마토그래피 및 여과를 통해 단백질을 정제하고, 바이러스 제거 공정도 함께 수행됩니다. 후기 단계에서는 목표 단백질의 농도를 맞추기 위한 농축과 함께, 주사제 사용이 가능한 버퍼로의 치환 작업을 통해 버퍼와 단백질만을 여과합니다.