마이크로바이옴 헬스케어 전문기업 HEM파마가 만성폐쇄성폐질환(COPD) 생균치료제 후보물질의 전임상 효능을 국제 학술지에 공개했다. 장-폐 축(Gut-Lung Axis) 기반 치료 가능성을 제시하며 차세대 마이크로바이옴 치료제 개발에 속도를 내는 모습이다. 회사는 이번 연구를 바탕으로 임상시험계획(IND) 신청 준비에도 착수했다.
HEM파마는 COPD 생균치료제 후보 균주 ‘HEM20792’의 전임상 연구 결과가 네이처(Nature) 자매지 ‘npj 바이오필름 앤 마이크로바이옴(npj Biofilms and Microbiomes)’에 게재됐다고 11일 밝혔다. 해당 저널은 응용 미생물 분야 국제 학술지로 영향력지수(IF)는 9.2다.
COPD는 세계보건기구(WHO)가 주요 사망 원인 질환으로 꼽는 질환이다. 특히 폐포가 손상되는 폐기종은 진행 이후 회복이 어려워 근본 치료제 개발 난도가 높은 것으로 알려져 있다. 최근에는 장내 미생물이 폐 염증과 면역 조절에 영향을 주는 ‘장-폐 축’ 개념이 주목받으며 경구용 생균치료제가 새로운 치료 대안으로 부상하고 있다.
이번 연구에서 HEM파마는 중증 COPD 환자의 분변 시료를 기반으로 장내 환경에서 유효 대사체를 생성하는 균주를 선별했다. 이후 흡연으로 폐기종을 유발한 실험용 쥐에 HEM20792를 경구 투여해 효능을 검증했다.
연구 결과 HEM20792를 투여한 실험군은 흡연 노출군 대비 손상된 폐포 구조가 통계적으로 유의하게 개선됐으며(P<0.05), 폐 기능 지표도 회복되는 흐름을 보였다. 폐 조직 내 염증성 면역세포는 감소했고 항염 기능을 담당하는 폐포 면역세포는 정상 수준으로 회복되는 양상이 확인됐다.
단일세포 리보핵산(RNA) 시퀀싱 분석에서는 염증 관련 주요 신호 경로인 NF-κB와 IL-17 활성 억제 효과도 관찰됐다. 비정상적으로 증가했던 염증성 대식세포 비율 역시 감소했다. 장내에서는 단쇄지방산(SCFAs) 생성이 증가해 장에서 생성된 유익 대사체가 혈류를 통해 폐 염증 완화에 기여하는 장-폐 축 기전도 확인됐다.
HEM20792는 HEM파마의 독자 플랫폼인 개인맞춤형 제약 메타분석 스크리닝(PMAS)을 통해 발굴됐다. PMAS는 환자 분변에서 추출한 장내 미생물 환경을 체외에서 재현한 뒤 후보 균주 간 상호작용을 분석하는 기술이다. 회사는 이를 통해 동물실험이나 임상 이전 단계에서 실제 환자 환경에 적합한 균주를 효율적으로 선별할 수 있다고 설명했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 ‘마이크로바이옴 기반 차세대 치료 원천기술개발’ 사업 성과의 일환으로 진행됐다. HEM파마는 공동 교신저자 기관으로 참여해 PMAS 기반 균주 스크리닝과 마이크로바이옴·대사체 분석을 수행했다.
HEM파마는 이번 전임상 결과를 기반으로 공동 연구진과 함께 HEM20792의 IND 신청을 준비 중이다. 현재 안전성 시험과 대량생산 공정 확립 등 후속 절차를 진행하고 있다.
지요셉 HEM파마 대표는 “이번 연구는 환자 기반 마이크로바이옴 환경을 활용해 치료 후보 균주를 도출하고 전임상 효능까지 확인한 사례”라며 “PMAS 플랫폼 기반 연구개발 역량을 지속 고도화해 나가고 있다”고 말했다.
이세원 서울아산병원 교수는 “치료 방법이 제한적이었던 폐기종 분야에서 장-폐 축 기반 마이크로바이옴 치료 가능성을 보여준 점에서 임상적 의미가 크다”고 강조했다.
