[메디게이트뉴스 서민지 기자] 대형제약사들은 파이프라인을 더욱 강화해 입지를 다지는 용도로, 바이오텍들은 자본과 인프라 확보를 통한 생존전략으로 '오픈이노베이션'을 택하고 있다. 

기존에는 M&A나 지분 투자, 조인트벤처 설립, 라이선스 인·아웃 등 대규모의 협업 형태가 주로 이뤄졌으나, 최근 얼어붙은 투자 시장을 방증하듯 공동연구의 형태로 부담은 줄이면서 성공률을 높이는 사례가 증가하는 추세다.

27일 제약바이오업계에 따르면 개발이 어려운 면역항암제 등 혁신신약 R&D나 병용요법을 통해 시너지를 낼 수 있는 의약품을 중심으로 제약사간 공동개발 시행 사례가 증가하고 있다.

최근 1조 6000억원 규모의 라이선스아웃 계약으로 잭팟을 터뜨린 레고켐바이오도 지난 7월 단국대학교와 항암 혁신신약 공동연구 협약을 체결했고, 11월에는 미국 넥스트큐어(NextCure)와 항체-약물 접합체(ADC) 공동연구개발 계약을 맺은 바 있다. 지난해에도 중국 안텐진과 ADC 공동연구 계약을 맺고 협업에 나서고 있다.

지난 9월 유한양행은 프로젠과 바이오 혁신 신약 공동개발을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다. 양사는 프로젠이 보유한 다중 표적 항체 기반 플랫폼 기술을 활용하고 혁신적인 신약개발의 기초연구에 대한 협력을 추진하는 한편, 바이오신약 후보물질의 공동개발 추진, 초기 신약 후보물질의 기술이전과 상용화 협력을 진행하기로 했다.

또한 유한양행은 지난 8월 바이오 신약 개발 기업 에이프릴바이오와 신약 후보물질 개발을 위한 기술 라이선스 계약과 함께 공동연구개발 계약도 체결했다. 양사는 에이프릴바이오의 지속형 재조합 단백질(SAFA) 플랫폼 기술과 유한양행의 신약 연구 개발 역량을 활용해 이중작용 지속형 융합단백질 신약 후보물질 개발을 위한 공동연구를 진행해 난치성 고형암에 적용가능한 후보물질을 개발할 계획이다. 

학계와도 적극적으로 공동연구 중이다. 지난 6월 유한양행은 새로운 mRNA(전령 RNA)와 LNP(지질나노입자, Lipid NanoParticle) 원천기술 개발을 목표로 이화여대 이혁진 교수 연구팀, 미국 신시내티 대학 이주엽 교수 연구팀과 각각 공동연구개발 계약을 체결한 바 있다. 이를 통해 확보하는 원천기술을 활용, mRNA 치료제의 비임상과 임상개발 등의 사업화를 주도적으로 진행할 계획이다.

종근당은 공동연구를 본격적으로 추진하고자 아예 연구센터를 새롭게 마련했다.
 
올해 9월 종근당은 서울성모병원 옴니버스파크에 산학연 협력과 오픈 이노베이션 상화를 위해 유전자치료제 연구센터 'Gen2C(Gene to Cure, 치료를 위한 유전자)'를 설립했다. 효종연구소의 유전자치료제 분야 연구원을 중심으로 미충족 수요가 높고 기존의 방법들로 치료제 개발이 어려웠던 타겟(Undruggable Target)의 희귀∙난치성 치료제를 개발할 계획이며, 이를 위해 적극적으로 국내외기업들과의 공동연구를 추진할 예정이다.

이에 앞서 5월에는 차세대 줄기세포치료제 개발 기업 이엔셀과 글로벌 혁신신약 공동개발을 위한 계약도 진행했다. 양사는 이번 협업을 통해 키메라 항원 수용체 T 세포(CAR-T, Chimeric antigen receptor T cell) 치료제와 아데노부속바이러스(AAV, Adeno-Associated Virus) 기반 바이러스 제품과 같은 유전자치료제와 세포치료제 등 첨단바이오의약품의 공동 연구개발, 생산 프로세스를 가속화한다는 계획이다.

휴메딕스는 올해 9월 탈모치료 관련 자체 개발한 플랫폼 기술인 모유두세포 분리·배양 기술, 유도만능줄기세포 제조 기술, 오가노이드 기반 모낭 세포 분화 기술, 유전자 편집 기술 등 핵심기술을 보유하고 있는 탈모치료제 연구개발 기업인 '에피바이오텍'과 탈모치료제 공동연구를 추진키로 했다.  

지난 8월 파멥신은 자사가 보유한 항체와 퓨쳐켐의 방사성의약품 제조기술을 활용해 혁신신약(First-In-Class)을 개발하겠다는 목표로, 방사성리간드 전문기업 퓨처켐과 공동연구 수행을 위한 업무협약을 체결했다.

JW중외제약은 지난 6월 바이오벤처 일리아스바이오로직스와 저분자 항암신약을 탑재한 타겟형 엑소좀 치료제를 개발하기 위해 공동연구 계약을 체결했다. JW중외제약이 확보한 저분자 항암신약 후보물질에 일리아스의 독자적인 엑소좀(exosome) 플랫폼 기술을 적용한 글로벌 혁신신약 개발을 목표로 하는 연구다.

동국제약은 에필바이오사이언스의 콜레스테롤 대사 저해제 라이브러리를 활용, 신약개발 과제 공동연구 추진에 나섰다. 공동위원회를 구성해 후보 물질의 발굴과 도출, 특허, 권리 확보, 라이선스 아웃(기술 수출) 등 신약 개발 및 상용화와 관련된 전반적인 과정에서 협력하기로 한 것이다.

이연제약은 플라스미드(Plasmid) DNA 암치료백신 연구개발을 위해 애스톤사이언스와 손을 잡았다. 애스톤사이언스는 비임상 단계 물질(AST-202)과 암 치료 백신 개발에서 축적된 비임상 연구와 임상연구의 노하우를 제공하고, 이연제약은 임상연구 진입을 위한 광범위한 비임상 효력 연구를 직접 수행하는 역할을 맡는다. 

중견·대형제약사와 바이오텍의 협업 뿐 아니라, 글로벌 블록버스터 개발을 위해 규모가 비슷한 제약사간 공동연구도 이뤄지고 있다. 실제 지난 7월 HK이노엔(HK inno.N)은 녹십자 자회사 GC셀과 세포치료제 공동연구개발 계약을 체결했고, 이를 통해 양사는 HLA-G 타깃 기반 플랫폼을 활용해 고형암에 우수하게 작용하는 면역항암 세포치료제를 개발에 나섰다. 

HK이노엔이 확보한 HLA-G 타깃 플랫폼 역시 국내 항체신약개발 전문기업 와이바이오로직스와의 공동연구로 발굴한 것으로, 이는 체내 면역반응에 관여하는 면역관문인자인 HLA-G의 활동을 억제해 정상적인 면역체계가 가동되도록 하는 차세대 면역 항암 항체다. HK이노엔은 차세대 약물전달체로 주목받는 엑소좀 신약 후보물질 발굴을 위해 엑소좀 기반 약물전달 원천기술을 보유하고 있는 일리아스바이오로직스와도 손을 잡고 공동연구를 추진 중이다.

'몸집'을 키우기 위해 바이오텍들간 협업도 이어지고 있다. 

엠디뮨은 올해 10월 난청 진단기기·치료제 연구 개발 기업 센소리큐어와 세포유래베지클을 이용한 난청 치료제 공동연구개발 계약을 체결했다. 인체 세포를 압출해 세포유래베지클(Cell-derived Vesicle, CDV)을 생산하는 원천 특허기술을 보유하고 있는 엠디뮨은 이번 공동연구를 통해 동물 모델에서 자가염증성 난청 치료제의 효능을 검증하고 관련 지적재산 발굴, 권리화 및 사업화를 위해 상호 협력할 예정이다. 

입셀은 차세대 줄기세포 기반 재생의료 치료제 개발을 위해 유전자교정기술 전문 바이오 벤처 기업 툴젠과 공동연구를 추진 중이다. 양사는 공동 연구에서 면역 거부 반응에 관련된 유전자들을 교정해 폭넓은 재생의료 소재로 활용할 수 있는 입셀의 유도만능줄기세포(iPSC, induced Pluripotent Stem Cells)를 개발, 검증할 예정이다. 툴젠은 올해 6월 mRNA 전문기업 엠큐렉스와 mRNA 기반 희귀 안질환 유전자치료제 개발을 목적으로 한 공동연구개발 계약도 체결했다.
 

대형제약사들 자사 R&D파이프라인 성공 가능성 향상·포트폴리오 확장 위한 'AI'기업과의 협업 추진

특히 대형제약사와 바이오텍의 연구개발을 넘어 최근 후보물질 선정 기간 단축과 파이프라인 강화, 상업화 성공률 향상 등을 위해 AI 기업들과의 공동연구 사례도 증가하고 있다.

실제 올해 SK케미칼은 캐나다 인공지능(AI) 신약개발 플랫폼 기업 사이클리카(Cyclica)와 AI 신약 개발 공동 연구 계약을 체결했다. 

사이클리카는 종합 약리학에 특화된 엔드투엔드(End-to-End) 약물발굴 플랫폼(Ligand DesignTM, Ligand Express®)을 보유하고 있다. 사이클리카의 AI 기반 후보물질 발굴 플랫폼은 약물타깃에 결합하는 후보물질들의 약리학적, 물리화학적, 체내동태적 특성까지 고려해 선별하는 특징을 갖고 있으며, 이를 통해 국내 대형제약사는 물론 머크, 아스트라제네카 등 다국적 기업들과도 공동연구를 수행 중이다.

이미 지난 2019년 유한양행과 손을 잡고 2개의 R&D프로그램을 위한 신약후보물질 발굴 공동연구에 나섰고, 올해 8월에는 삼진제약과 개발 가능성이 높은 후보물질 확보를 위해 검토 중인 복수의 약물 타깃에 대해 공동연구 계약을 체결했다. 삼진제약은 AI 신약개발 기업인 심플렉스와도 손을 잡고 신약개발 가속화와 연구비 절감에 나서고 있다. 

SK케미칼의 AI 공동연구 행보는 수년전부터 이어져왔다. 지난 2019년 오픈이노베이션의 일환으로 스탠다임과 공동연구파트너십을 체결했고, 2021년 신약창출 접근법과 류마티스 관절염 치료제 후보물질을 발굴했다. 현재는 추가 파트너십 강화 협약을 통해 신약 재창출 플랫폼 스탠다임 인사이트(Standigm Insight™)로 발굴한 비알콜성지방간염(non-alcoholic steatohepatitis, NASH) 후보물질의 공동연구를 추진하기로 했다.

올해 4월에는 합성신약 개발 기업 온코빅스와 공동연구계약 협약을 체결하고, 4세대 비소세포폐암, 췌장암·간암 치료제 등 혁신 신약 공동 연구를 시행 중이다. 온코빅스는 혁신 신약 개발 플랫폼 TOPFOMICS(토프오믹스)를 기반으로 신약 후보 물질을 도출·합성 연구를 수행하고, SK케미칼은 도출된 후보 물질 검증, 개발, 인허가 등 상용화에 필요한 전반적인 업무를 수행할 예정이다. 온코빅스는 지난 8월 HK이노엔과도 공동연구 협약을 맺고 자체적으로 보유한 256만개 화합물 가상절편(virtual fragment)라이브러리 기반의 타겟 화합물 도출 플랫폼 토프오믹스를 활용한 자가면역질환 신약개발을 추진 중이다.

또한 SK케미칼은 닥터노아, 심플렉스, 디어젠 등 AI기업과 협업을 통해 NASH, 특발성폐섬유화증, 류마티스 관절염 등을 타겟으로 한 연구를 진행하고 있으며, J2H바이오텍 등 합성신약 기업들과도 공동연구를 추진하고 있다. 
 

지분 투자, 조인트벤처 등 다양한 협업 이어온 대웅, 이번엔 합성치사 신약 위한 공동연구 집중

다양한 오픈이노베이션을 추진하면서 외연을 확장하는 대웅제약도 올해 4월 합성치사(synthetic lethality) 원리에 기반한 항암 타깃 신약을 개발하기 위해 미국 XtalPi(크리스탈파이)와 AI 신약개발 플랫폼 활용 항암신약 공동연구개발에 나섰다. 크리스탈파이는 양자물리학에 기반한 AI 이용 신약 연구개발 기업으로, 2014년 매사추세츠공과대학(MIT)의 양자물리학 전문가들이 설립 후 디지털 약물발견·개발 플랫폼을 개발해 상위 10대 제약사 중 7개사를 비롯 전 세계 70개가 넘는 제약회사에 서비스를 제공하고 있다. 

또한 대웅제약은 올해 9월 차세대 항암 신약개발 가속화를 목표로 에이조스바이오와 인공지능(AI) 플랫폼을 활용한 합성치사(synthetic lethality) 항암 신약 연구개발 계약을 체결했다. 

에이조스바이오는 신약 개발 인공지능 플랫폼 전문기업으로, AI 기술과 함께 의약화학에 대한 전문성을 바탕으로 인공지능 플랫폼(iSTAs)을 구축했다. 특히 iSTAs 플랫폼 중 하나인 MoliSTA는 특정 타깃에 대한 저분자화합물의 활성 예측을 통해 신규 유효물질을 신속하고 정확하게 발굴할 수 있다. 에이조스바이오는 삼양홀딩스 바이오팜그룹과도 공동연구개발을 진행 중이며, 양사는 에이조스의 AiLNPTS 플랫폼을 활용해 핵산전달체용 양이온성 지질 개발을 추진할 계획이다. 

대웅의 자회사 대웅테라퓨틱스도 올해 5월 인공지능 기술 기반의 신약개발 벤처회사 넷타겟과 혁신 항암신약을 공동으로 연구하기 위한 파트너십을 맺었다. 넷타겟이 보유한 인공지능으로 강화된 시스템생물학(AI-enhanced systems biology)과 약물가상탐색 기술 등을 대웅테라퓨틱스의 임상과 상업화 경험과 접목, 항암신약, 합성치사(Synthetic Lethality) 관련 신약 등에 대해 공동연구에 나서고 있다.

최근 오픈이노베이션을 통해 포트폴리오를 확장하고 있는 경동제약은 올해 6월 양자역학 계산과 AI 플랫폼을 활용해 혁신신약을 개발하는 바이오 기업 인세리브로와 공동연구개발을 체결했다. 해당 기업은 기존 AI 신약 개발업체와 달리 양자역학 계산 기술을 적용해 후보물질의 약물친화도와 적중률을 높여주는 독자 플랫폼 기술 마인드(MIND)를 보유하고 있다.

또한 올해 11월 경동제약은 신약개발 바이오벤처 이노파마스크린과 비소세포폐암 면역항암제 공동연구개발 계약을 체결했다. 양사가 이번에 개발하는 신약 후보물질 'IPS-06040'은 신규 면역관문수용체를 타겟으로 하는 저분자 기반 면역항암제로, 동물실험과 GLP(Good Laboratory Practice) 비임상시험을 거쳐 임상1상 임상시험계획서(IND)를 신청할 계획이다. 이노파마스크린은 AI(인공지능)기반의 PPI(단백질-단백질 상호작용) 타겟 약물 디자인 알고리즘 'ProGluTM'과 PPI 분석 시스템인 'IPS-PPIExplorer'를 접목한 인공지능-프로테오믹스(AI-Proteomics) 통합 신약개발 시스템을 보유하고 있으며, 면역항암제를 포함한 항암제, 염증치료제 등 다양한 파이프라인을 갖춘 신약개발 바이오벤처다. 

지난달 JW그룹은 AI 기반의 혁신 항암신약 개발을 위해 미국 바이오 벤처기업 큐어에이아이 테라퓨틱스(KURE.AI THERAPEUTICS)와 공동연구 계약을 체결했다. 이번 계약에 따라 JW중외제약과 JW크레아젠은 큐어에이아이가 보유한 인공지능, 머신러닝 기반의 암 환자 유전체 분석과 바이오마커 탐색 플랫폼을 활용해 3개 과제의 항암신약 연구개발에 착수한다.

JW중외제약은 앞서 지난 3월 AI 신약개발 벤처기업 온코크로스와 온코크로스의 AI 플랫폼 랩터(RAPTOR) AI를 활용해 신약 파이프라인을 강화하고 있다. 올해 10월 AI 신약 개발 전문기업 디어젠과 AI 기반의 혁신신약 개발을 위한 공동연구 협약을 맺고, 디어젠의 AI 신약 개발 플랫폼(DEARGEN iDears)을 활용해 JW중외제약이 개발하고 있는 신약후보물질의 신규 적응증을 탐색하고 개발 가능성을 검증하기 위함이다.

이외에도 올해 하반기부터 동아ST(동아에스티)는 AI기업 심플렉스와 연세암병원 폐암센터장 조병철 교수 연구팀 등과 함께 혁신폐암신약 발굴 연구를 진행 중이며, 유한양행은 파로스아이바이오와 유한양행이 AI 기반 KRAS 저해제에 대한 공동 연구개발에 나섰다. 엔젠바이오와 씨이랩이 AI 기반 정밀의료 기술 공동개발을 추진 중이고 팜젠사이언스는 아이겐드럭과 염증성장질환을 비롯한 자가면역질환 신약개발을 진행하고 있으며, 이수앱지스는 팜캐드와 AI를 활용해 공동으로 희귀질환 신약을 개발하겠다는 계획이다.

제약업계 관계자는 "경기 침체가 계속되고 있어 IPO(기업공개)시장이 무너진 상황이다. 국내 제약사들은 물론 글로벌 빅파마들은 무리한 투자 보다 안정적으로 포트폴리오를 다각화하는 방식으로 리스크 완화에 나서고 있으며, 무리한 투자를 지양하고 있다"면서 "이에 따라 대규모 라이선스 계약이나 M&A 보다는 공동연구나 협업 등의 방식이 증가할 것이고, AI신약개발이 활성화하면서 그 사례는 더욱 많아질 것"이라고 했다.

원희목 제약바이오협회장도 최근 오픈이노베이션 플라자를 개최하고, "더이상 기업 혼자 연구개발, 상업화를 독단으로 추진할 수 없는 상황이다. 확장성 있는 발전을 위해서는 서로 연구개발(R&D) 상황을 공유하고 함께가는 방향으로 가야 한다"고 강조했다.