ADC 생산 패러다임 흔들까…"무세포 생산, 차세대 CDMO 기술 주목"
2026.04.09 12:19
슈왈츠 스탠퍼드대 교수 "고정밀 생산 시스템에서 경쟁력""무세포 생산 시스템은 살아있는 세포를 유지할 필요가 없기 때문에 더욱 정확히 통제할 수 있는 환경에서 단백질을 생산할 수 있습니다. 품질 균일성과 비용 절감, 두 가지 측면에서 큰 이점이 있습니다."
제임스 슈왈츠 미국 스탠퍼드대 교수는 9일 전남 여수엑스포컨벤션센터에서 열린 '한국생물공학회 춘계학술대회'에서 무세포 단백질 합성(CFPS) 기반 생산 시스템(이하 무세포 생산 시스템)의 경쟁력에 대해 이렇게 말했다.
무세포 단백질 합성은 세포 없이 효소만을 활용해 원하는 단백질을 생산하는 기술이다. 기존 세포 기반 생산 시스템과 달리 배양 과정이 필요 없고 반응 환경을 정밀하게 제어할 수 있다는 점에서 차세대 바이오의약품 생산 기술로 주목받는다.
현재 삼성바이오로직스, 셀트리온 등 주요 바이오의약품 위탁개발생산(CDMO) 기업들은 세포 기반 생산 시스템을 중심으로 항체 의약품을 생산하고 있다. 세포 배양과 유지·관리가 필요한 만큼 장시간 생산에 많은 비용이 소모되며 세포 상태 변화에 따른 품질 변동성 위험도 있다.
무세포 생산 시스템은 이러한 단점을 극복할 가능성을 가진 기술로 여겨진다. 슈왈츠 교수는 "세포를 유지하기 위한 영양 공급이나 환경 조절이 필요 없고, 단백질 합성 과정 자체를 직접 설계하고 통제할 수 있어 보다 균일한 품질 확보가 가능하다"고 설명했다.
특히 최근 빅파마들이 주목하는 항체약물접합체(ADC) 분야에서 경쟁력을 확보할 수 있다는 평가다. 항체와 약물을 정밀하게 결합해야 하는 ADC 치료제는 결합 위치와 구조가 조금만 달라져도 효능과 안전성이 크게 달라진다.
학계에서는 이러한 특성 때문에 단백질 '설계 단계'에서의 정밀성이 중요하다는 점에 주목하고 있다. 무세포 단백질 합성은 반응 환경을 분자 수준에서 제어할 수 있어 특정 위치에 기능기를 도입하거나 구조를 정밀하게 설계하는 데 유리하다. 기존 세포 기반 시스템에서는 구현이 까다로운 영역이다.
무세포 생산 시스템의 또 다른 강점은 비용 구조다. 슈왈츠 교수는 무세포 반응 소량으로도 고가의 유전자 치료제 1회 투여량 생산이 가능하다고 설명했다. 생산 공정을 단순화하면서도 비용을 크게 낮출 수 있다는 의미다.
품질 측면에서도 차별성이 있다고 덧붙였다. 세포 기반 생산에서는 장시간 배양 과정에서 일부 세포가 파괴되며 불순물이 발생할 수 있는데, 무세포 시스템은 이러한 변수를 줄이고 보다 균일한 품질 확보가 가능하다는 설명이다.
다만 기존 생산 시스템을 완전히 대체하기는 아직 어렵다는 평가다. 슈왈츠 교수는 "현재 기술 수준으로는 항체 생산에서 세포 기반 공정을 완전히 대체하기는 어렵다"고 말했다.
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