세라믹기술원, 혁신적인 항체 정제 기술 개발 성공

기존 정제법 보다 정제시간 4배 감소

불순물 최대 12배 감소

상위 10% 이내 국제학술지 게재

접선유동여과(TFF·Tangential Flow Filtration) 시스템 기반 항체의약품 정제용 융합단백질 ZZ-CSQ를 이용한 정제법.ⓒ한국세라믹기술원

한국세라믹기술원은 기술원 김성현 박사와 박희선 연구원이 우재성 기초과학연구원 박사와 공동연구를 통해 항체의약품을 더 빠르고 저렴하게 정제할 수 있는 새로운 시스템을 개발했다고 11일 밝혔다.

연구팀이 개발한 기술은 '접선유동여과(TFF)' 방식을 활용한 무컬럼 항체 정제 시스템이다. 기존 항체의약품 생산 공정에서 필수적으로 사용되던 고가의 정제 컬럼을 사용하지 않는 것이 특징이다. 이를 통해 정제 시간과 비용을 크게 줄일 수 있는 가능성을 제시했다.

항체의약품은 우리 몸의 특정 질병 원인만을 정확히 찾아 치료할 수 있어 효과가 뛰어난 치료제다. 하지만 생산 과정이 복잡하고 비용이 많이 들어 약값이 비싸다는 한계가 있다. 특히 항체를 깨끗하게 걸러내는 ‘정제 공정’은 전체 생산 비용의 상당 부분을 차지한다.

현재 가장 널리 사용되는 항체 정제 방식인 'Protein A 컬럼 정제법'은 전체 생산 원가의 약 35%를 차지할 정도로 비용 부담이 크며 정제 과정에 오랜 시간이 걸리는 단점이 있다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 항체와 선택적으로 결합하는 새로운 융합단백질(ZZ-CSQ)을 개발하고 TFF 방식에 적용했다. TFF는 액체가 필터 표면을 스치듯 흐르면서 불순물을 걸러내는 방식으로 막힘이 적고 대량 처리가 가능해 제약·바이오 산업에서 널리 활용되고 있다.

이 기술을 통해 연구팀은 컬럼을 사용하지 않는 새로운 항체 정제 공정을 구현했으며 정제된 항체가 기존 방식과 비교해 안정성과 기능에 변화가 없다는 점도 확인했다.

실험 결과 새로 개발한 정제 시스템으로 얻은 항체는 97% 이상의 높은 순도를 보였다. 특히 기존 정제 방법보다 약 4배 빠른 속도로 정제가 가능했다. 또한 정제 과정에서 문제가 되는 불순물은 최대 12배 이상 감소한 것으로 나타났다.

연구팀은 이번 기술이 실험실 규모를 넘어 대량 생산 공정으로도 충분히 확장 가능하다는 점을 확인했으며, 향후 항체의약품 산업 전반에 적용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

김성현 세라믹기술원 박사는 "이번에 개발한 기술은 고가의 정제용 수지 없이도 항체를 빠르고 효율적으로 정제할 수 있는 시스템"이라며 "상용화될 경우 항체의약품 생산 비용을 크게 낮추고 국내 바이오 산업의 경쟁력을 높이는 데 기여할 수 있을 것"이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구 성과는 삼성미래기술육성사업의 지원을 받아 달성했다. 분리·정제 분야 국제 학술지 상위 10% 이내에 해당하는 'Separation and Purification Technology(Impact Factor 9.0)'에 게재되며 기술적 우수성을 인정받았다.