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by 특허법인BLT Jul 02. 2021

바이오치료제와 함께 치매 치료하는 디지털치료제와 전자약

세계 치매인구가 5000만명에 육박하고 있다. 국제알츠하이머협회(Alzheimer’s Disease International, ADI)에 따르면 세계 치매인구의 숫자가 2015년 이미 5000만명에 육박하며 2030년에는 그 수가 7469만명, 2050년에는 1억 3145만명에 이를 것으로 추산했다. 최근 통계청 자료를 바탕으로 2020년 국내 치매환자를 추정한 결과, 2020년 65세 이상 노인 중 치매환자 수가 84만명에 달하는 것으로 나타났다. 65세 이상 치매 유병률은 10.3%로 노인 인구 10명 중 1명은 치매를 앓고 있었다.

(일반적으로 노인은 연령 65세를 기준으로 하고 있으며, 국내에서도 치매 유병률의 기준이 되는 연령은 65세다.)

[통계청 자료 - 국내 치매환자 비율]

지금까지 치매를 치료하기 위한 적절한 치료제를 개발하지 못하고 있었다. 2012년 화이자는 존슨앤존슨과 공동개발 중이던 치매치료제 연구를 포기했다. 이후 다시 치매치료제에 도전했던 화이자는 지난 1월 알츠하이머병과 신경퇴행성질환인 파킨슨병 치료제 개발하지 않겠다고 공식 발표했다. 3상 임상 단계까지 갔음에도 결국 신약 개발에는 성공하지 못했다. 2016년에는 일라이 일리가 알츠하이머치매 치료제 개발을 접었다. 이외에도 지난해 9월 로이반트 사이언스 자회사 액소반트가 치매치료제 개발에 실패했고, 머크도 치매치료제 개발에 도전하지만 고배를 마셨다. 그래서 조기 발견과 예방이 최선이라고 생각하고 있었다.

[바이오젠사의 치매치료제, 아두카누맙(상품명 Aduhelm)]

미국 FDA는 최근 치매치료제에 대한 기준을 낮추어서 바이오젠사의 아두카누맙(상품명 Aduhelm)을 18년 만에 치매 치료제로 6월 7일 승인했다. 알츠하이머병은 기억과 의사소통 등을 담당하는 뇌의 영역을 공격하는데 아두카누맙은 뇌에 ‘베타 아밀로이드’라고 불리는 해로운 단백질 덩어리를 제거하는 것을 돕는다. 알츠하이머 환자 뇌에서는 축적된 아밀로이드 베타와 같은 펩타이드가 발견되고, 베타 아밀로이드는 원래 신경세포를 보호하는 단백질이지만 세포에서 떨어져 덩어리를 형성하면 오히려 신경세포에 손상을 준다고 알려져 있다. 아밀로이드가 증가할 수록 알츠하이머 증세가 악화된다는 점에서 다양한 제약사들이 이 아밀로이드 제거를 목표로 치료제를 개발해왔고, 바이오젠사의 아두카누맙은 완치의 개념은 아니지만 인지기능 저하 속도를 늦추는 효과를 인정받았다.

“아두카누맙”은 취리히 대학의 US 9,670,272, US 8, 906,367 등이 초기 특허가 기반이다. 즉, 바이오젠은 취리히 대학으로부터 라이선스(license)를 받아서 아두카누맙을 생산하는 것이다.

그리고, 바이오젠은 “아두카누맙 투여 방법”에 대하여도 특허를 확보하고 있다. 바이오젠의 2015년 출원 및 등록된 US 1,0842,871는, FDA의 ADUHELM(아두카누맙 상표명) 허가 라벨에 기재된 투여 방법과 동일한 청구항을 갖고 있다. 구체적으로, US 1,0842,871 특허는 허가 라벨의 1mg/kg(1, 2회차), 3mg/kg(3, 4회차), 6mg/kg(5, 6회차), 10mg/kg(7회차 이상)의 4주 간격의 투여 방법을 청구하고 있으며 2037. 4. 4. 까지 권리가 존속되면서 경쟁사 차단에 활용될 수 있다.

[FDA 아두카누맙(ADUHELMTM) 허가 라벨 발췌]

그러나, 아두카누맙은 경도 치매환자가 중증으로 진행이 되지 않도록 방지하는 것이므로, 중증 치매환자가 치료제 복용을 통해 실질적으로 치매 증상이 나아지는 효과를 제공하지 못한다. 또한, 경도 치매환자는 이 약을 복용하지 않았을 때는 치매가 심해질 수 있었지만 약을 복용함에 따라 확실히 치매 진행 속도가 늦추어졌는지 실감하기 어렵다.

그리고, 이러한 경도 치매가 중증으로 진행되는 속도를 낮추는 효과는 아두카누맙과 같은 바이오 치료제 이외에 전자약과 디지털치료제를 통해서도 달성할 수 있을 것으로 보고 있고, 여러 기업들이 치매 치료를 위한 전자약과 디지털치료제 연구개발을 진행 중이다.

먼저, 전자약(electroceutical)은 전자(Electronic)와 약품(Pharmaceutical)의 합성어로, 전류나 자기장 등의 에너지로 뇌 또는 기관, 신경, 특정세포를 자극해서 기능을 변화시키고 치료 효과를 내는 기술이다. 즉, 지금까지의 합성의약품이나 바이오의약품은 약품의 성분이 인체 내에서 치료타겟과 반응함에 따라 치료가 이루어지는 것이었다면, 전자약은 외부에서 에너지원을 인체 내부의 치료타겟에 제공함에 따라 치료효과를 얻는 것이다. 특히 치매의 약 70%를 차지하는 알츠하이머병 치료에 최근 전자약이 효과가 있다는 연구결과가 잇달아 나오고 있어 주목받고 있다.

[뇌질환 전자약 기업 “와이브레인”]

한국 스타트업인 와이브레인은 우울증 이외에 전자약 치매 치료에 대한 임상시험 3상을 진행 중이다. 와이브레인은 2014년에 뇌파 신호의 파워 스펙트럼 분포에서 베타파가 차지하는 비율의 변화나 시간에 따른 상기 베타파의 크기 변화를 기반으로 뇌질환 판단 및 인가할 전기자극을 설정하여 전기자극을 비침습적으로 뇌에 인가하여 치료하는 기술에 대한 “전기 자극 시스템 및 전기 자극 방법 (등록번호 10-1477161)”를 출원 및 등록하였다. 즉, 본 특허는 경도성 인지 장애(Mild Cognitive Impairment; MCI) 환자나 치매 환자의 뇌파가 정상인의 뇌파에 비하여 베타파의 파워가 낮게 나는 점을 바탕으로, 베타파 분석을 하여 뇌질환(경도 인지 장애 및 치매)를 판단하고 치료 전기자극을 설정하여 치료하는 기술이다. 와이브레인은 정부의 치매극복연구개발사업 지원 과제에 최종 선정돼 알츠하이머성 치매 조기진단 예측 기술도 개발하고 있다.

또한, 뇌질환 치료기기 전문기업 뉴로소나는, 저강도 집속초음파(Low-Intensity Focused Ultrasound; LIFU) 기반 뇌 자극이 알츠하이머병 개선 효과 있다는 연구결과를 바탕으로, 치매 치료를 위한 저강도 집속초음파 기반 전자약 디바이스를 개발 중이다. 뉴로소나는 해마의 오른쪽 부위에 혈액뇌장벽(Blood Brain Barrier, BBB) 개방 임계 수치인 250Khz(킬로헤르츠) 미만의 저강도 집중초음파를 3분 동안 자극하는 방식으로 임상연구를 진행하였다. 해마(hippocampus)는 기억력과 공간 개념을 주로 담당하고 인접 뇌영역에도 영향을 줘서 감정적인 행동과 전반적인 인지과정을 조절하는 영역으로, 알츠하이머병에서 가장 먼저 침범되는 부위로 알려져 있다.

[치매치료용 디지털치료제 기업인, 미국의 디테라 사이언스]

전자약 뿐만 아니라, 스마트폰이나 웨어러블 기기에 탑재되는 치료용 소프트웨어인 디지털 치료제(DTx) 기반 치매 치료 연구가 여러 기업에서 진행 중이다. “미국 디테라 사이언스(Dthera Science)”는 화상치료를 기반으로 한 알츠하이머 치매환자용 개인맞춤 DTx인 ‘DTHR-ALZ’를 개발 중이다. 가족 사진이나 동영상 등을 보여주는 회상치료를 통해 알츠하이머 환자에서 보이는 초조나 우울증을 개선하는 디지털 치료제를 개발 중이다. ‘DTHR-ALZ’는 2018년 8월 미국 FDA로부터 혁신의료기기(Breakthrough Device) 지정을 받았으며, 추후에 FDA의 허가를 받게 되면 치매치료를 위한 최초의 디지털치료제(DTx)가 된다.

[치매치료용 디지털치료제 개발기업인 이모코그의 Cogthera]

“이모코그”는 서울의대 정신과학교실 노인정신건강 전문의로 20년간 경도인지장애 및 치매환자를 치료한 이준영 교수와 여러 약물을 통한 뇌 기능 개선을 연구를 해온 전 중앙의대 해부학교실 노유헌 교수가 공동대표로 올해 창업한 회사로서, 현재 준비 중인 스마트폰용 프로그램 ‘코그테라(cogthera)’는 뇌에서 기억 전략과 관련된 영역을 활성화해서 장기 기억을 증진시켜서 경도인지장애와 치매 증상을 개선시키고자 하는 디지털치료제이다. “이모코그"는 15년간 축적한 연구 데이터에 기반하여 치매 치료용 디지털치료제를 개발하고 있으며, 5편의 논문을 통해 이미 그 효과를 검증하였다.

오썸피아는, 특수카메라가 운동 시 동작이나 얼굴 근육의 변화를 감지해 인지기능과 운동 능력을 분석하고 이에 맞춰 도움이 되는 재활운동을 알려주는 방식으로 치매, 파킨슨병 등 퇴행성 뇌질환과 뇌졸중 환자를 위한 디지털치료제를 개발하고 있다. 이 외에도 다양한 업체가 치매나 인지기능 개선을 위한 디지털치료제 개발에 나서고 있으며, 이미 상당수는 상용화되고 있다. 다만, 아직까지 치매 관련 디지털치료제 개발 업체 중 식약처 가이드라인에 맞춰 허가를 진행 중인 곳은 없는 것으로 알려졌다.

인류가 치매를 극복하기 위해서는 바이오 의약품 뿐만 아니라 전자약, 디지털치료제에 대한 연구도 계속되어야 한다. 제약회사들은 개발 중인 바이오 의약품과 연계하여 치료효과를 높일 수 있는 디지털치료제 기업에 대한 투자, 협업 및 인수도 진행하고 있고, 치매 치료제를 개발하고 있는 제약사도 치매 치료 효과가 있는 전자약과 디지털 치료제에 관심을 보일 것이다. 국내에서 치매 치료용 디지털치료제와 전자약을 개발 중인 기업들이 글로벌 제약사와 협업함에 따라, 치매환자를 치료할 수 있는 효과적이고 저렴한 솔루션을 제시할 수 있었으면 한다.

필자 소개

정태균 파트너 변리사는 연세대학교 전기전자공학과를 졸업하고, 2011년 48기 변리사 시험에 합격했습니다. 국방부 육군 지식재산관리실에서 근무하면서 방위산업분야 지식재산권 업무 경험을 가지고 있습니다. 또한, 서울아산병원, 연세의료원, 서울대학교병원, 서울성모병원 등의 국내 주요병원의 의료기기/의료소프트웨어 특허 업무를 전담하고 있으며, 국내의 다수 의료분야 기업의 특허업무를 담당하고 있습니다. 특히, 여러 디지털치료제(DTx) 기업(예를 들어, 뉴냅스, 웰트, 에임메드 등)의 IP 포트폴리오 구축을 담당하고 있습니다.

필자 소개

박연수 파트너 변리사는 서울대학교 생물교육과를 졸업하고, 2009년 46기 변리사 시험에 합격하였습니다. 국내 ∙ 해외 바이오 제약 기업의 특허 출원 등 업무를 담당하여 왔으며, 셀트리온에서 바이오젠, 로슈 등을 상대로 한 국내외 특허 소송, IP 전략 수립 업무를 담당한 바 있습니다. 현재, 특허법인 비엘티에서 바이오, 의약 분야 특허 업무를 담당하고 있습니다.

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