바이오 제약 산업의 피하주사(SC) 제형 변화 분석 (feat. 알테오젠)

바이오제약 산업은 환자 중심의 접근, 기술 발전, 그리고 변화하는 규제 환경에 힘입어 생물학적 제제의 피하주사(SC) 제형 개발로의 전환이 두드러지고 있습니다. 본 글에서는 SC 제형 변화와 관련된 주요 동인, 도전 과제, 그리고 최신 동향을 분석합니다.

 

1. SC 제형 개발의 주요 동인

환자 편의성과 순응도

SC 제형은 정맥주사(IV) 방식에 비해 짧은 투여 시간, 의료 시설 방문 감소, 자가 투여 가능성 등 여러 장점을 제공합니다. 예를 들어, 트라스투주맙(허셉틴®)과 같은 단일클론항체(mAbs)의 SC 버전은 IV 방식보다 몇 분 내에 투여가 가능합니다. 이러한 장점은 환자의 약물 순응도를 높이고 전반적인 삶의 질을 개선합니다.

 

시장 확장

IV 생물학적 제제를 SC 버전으로 재구성하면 제약사는 제품 수명을 연장하고 경쟁적인 치료 영역에서 차별화된 제품을 제공할 수 있습니다. 예를 들어, 브리스톨 마이어스 스퀴브(BMS)의 니볼루맙/히알루로니다제(Opdivo SC)는 IV 버전과 동일한 적응증을 가지면서도 더 편리한 투여 방식을 제공합니다.

 

비용 효율성

SC 제형은 특수 장비와 인력이 필요한 IV 주입을 최소화하여 의료비를 절감합니다. 이는 의료 시스템 효율성을 높이려는 전반적인 노력과 일치합니다.

 

기술 발전

재조합 인간 히알루로니다제와 같은 혁신 기술은 최대 10~15mL의 대용량 SC 주사를 가능하게 하며, 이는 기존 1~2mL 용량 제한을 극복합니다. 이를 통해 아미반타맙과 같은 고용량 SC 제형 개발이 가능해졌습니다.

 

2. SC 제형 개발의 도전 과제

약동학 및 생체 이용률

SC와 IV 제형 간 약동학적 동등성을 확보하는 것이 중요합니다. 이를 위해 "PK 브리징" 접근법이 일반적으로 사용되며, 이는 SC 용량이 IV와 동일한 전신 노출과 치료 효과를 제공하도록 보장합니다.

 

제형 안정성

SC 투여를 위한 고농도 단백질 제형은 점도 증가, 응집, 물리적 불안정성과 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 계면활성제, 아미노산 등의 첨가제와 완충 시스템 최적화 전략이 활용됩니다.

 

주사 용량 제한

피하 조직의 세포외 기질은 주사 용량을 제한합니다. 히알루로니다제와 같은 기술이 이 문제를 해결하지만, 더 광범위한 SC 전달 옵션을 가능하게 할 추가적인 혁신이 필요합니다.

 

규제 장벽

규제 기관은 IV와 SC 제형 간 안전성과 효능 차이를 평가하기 위해 강력한 비교 연구를 요구합니다. 여기에는 분석적 특성화, 생물학적 시험, 필요 시 임상 시험이 포함됩니다.

 

3. 최신 동향

대용량 피하주사(LVSC)

LVSC는 단일 주사로 고용량 생물학적 제제를 전달하는 데 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 현재 임상 단계 LVSC의 약 83%가 2mL 이상의 용량으로 개발되고 있습니다.

 

복합 요법

히알루로니다제 또는 기타 약제를 포함한 고정 용량 복합제가 복잡한 생물학적 제제의 SC 전달을 더욱 효율적으로 만듭니다.

 

바이오시밀러 개발

IV 및 SC 버전을 모두 제공하는 바이오시밀러가 점점 더 일반화되고 있습니다. 예를 들어 Fresenius Kabi의 Tyenne®(토실리주맙-aazg)는 브랜드 생물학적 제제에 대한 비용 효율적인 대안을 제공합니다.

 

디지털 도구 활용

머신러닝 및 예측 모델링은 이상적인 첨가제 조합을 식별하고 실험 반복을 최소화함으로써 SC 제형 최적화를 가속화하고 있습니다.

 

자택 투여 모델

오토인젝터 기술의 발전은 안전한 자택 투여를 가능하게 하여 환자 편의를 더욱 향상시킵니다.

 

4. Case Studies

트라스투주맙(허셉틴®) Trastuzumab (Herceptin®):

체중 기반 용량 조절이 필요한 IV 제형에서 고정 용량 SC 버전으로 전환되었으며, 5분 내에 주입 가능해졌습니다.

 

아미반타맙(RYBREVANT®) Amivantamab (RYBREVANT®):

히알루로니다제를 포함한 SC 제형은 IV 버전과 유사한 효능을 보였으며 비소세포폐암(NSCLC) 환자에게 더 편리한 투여 경로를 제공했습니다.

 

니볼루맙/히알루로니다제(Opdivo) Nivolumab/Hyaluronidase (Opdivo):

여러 적응증에 대해 설계된 이 SC 제형은 주입 시간을 최대 1시간에서 3~5분으로 단축했습니다.

 

5, Case Studies: 키트루다 SC 제형 개발 (MSD와 알테오젠)

MSD(머크)가 알테오젠과 협력하여 키트루다(Keytruda, 펨브롤리주맙)의 피하주사(SC) 제형을 개발한 것은 바이오제약 산업에서 중요한 이정표로 평가됩니다. 이 프로젝트는 정맥주사(IV) 생물학적 제제를 SC 제형으로 전환해 환자 편의성을 높이고, 의료 접근성을 개선하며, 제품 수명을 연장하려는 점점 커지는 트렌드를 보여줍니다.

 

키트루다 SC 제형 개요

키트루다는 항-PD-1 면역항암제로, 2023년 기준 250억 달러의 매출을 기록하며 세계에서 가장 많이 판매되는 항암제 중 하나입니다. 기존에는 몇 시간 동안 정맥으로 투여되었으나, MSD는 알테오젠의 독점 기술인 ALT-B4를 활용해 SC 버전을 개발했습니다. ALT-B4는 인간 재조합 히알루로니다제 효소로, 세포외 기질의 히알루론산을 일시적으로 분해하여 2~3분 만에 대용량 SC 주사가 가능하도록 합니다.이 SC 제형은 비소세포폐암(NSCLC) 환자 치료를 위한 화학요법과 병용 시 IV 버전과 비열등성을 입증하기 위해 Phase 3 MK-3475A-D77 임상시험에서 평가되었습니다. 시험 결과, 주요 약동학(PK) 지표인 약물 노출(AUC)과 최저 농도(Ctrough)가 SC와 IV 제형 간에 유사하게 나타났으며, 2차 지표에서도 일관된 효능과 안전성이 확인되었습니다.

 

키트루다 SC의 주요 장점

 

① 환자 경험 개선

SC 제형은 투여 시간을 몇 시간에서 몇 분으로 단축하여 환자 편의를 크게 향상시킵니다.

자택 투여가 가능해져 주입 센터에 대한 의존도를 줄이고, 외딴 지역에 거주하는 환자들의 접근성을 개선합니다.

 

② 의료 시스템 효율성

짧아진 투여 시간은 의료 시설과 인력 부담을 줄입니다.

간소화된 전달 방식은 전체 치료 비용을 절감할 가능성이 있습니다.

 

③ 전략적 시장 포지셔닝

키트루다의 특허가 2028년에 만료될 예정인 가운데, SC 제형은 MSD가 시장 독점 기간을 연장하고 바이오시밀러와의 경쟁에서 우위를 유지할 수 있도록 합니다.

알테오젠의 ALT-B4 기술 특허는 2040년까지 유효하여 MSD의 경쟁력을 더욱 강화합니다.

 

알테오젠에 미친 영향

MSD와의 협력은 알테오젠을 히알루로니다제 기반 SC 제형 분야에서 Halozyme의 주요 경쟁자로 자리매김하게 했습니다. 이번 협력으로 알테오젠은 상당한 마일스톤 지급금과 로열티를 받을 것으로 예상됩니다. 업계 전망에 따르면 MSD는 2026년부터 2029년 사이 약 9억 3,300만 달러의 마일스톤 지급금을 지급할 것으로 보이며, 키트루다 SC 전환율이 2029년까지 최대 90%에 이를 경우 추가적인 로열티 수익도 기대됩니다.

 

결론 

피하주사(SC) 제형으로의 전환은 바이오제약 산업에서 환자 중심 혁신과 운영 효율성을 강조하는 패러다임 변화를 보여줍니다. 안정성 및 용량 제한과 같은 도전 과제가 여전히 존재하지만, 지속적인 기술 발전과 규제 적응은 다양한 치료 영역에서 SC 생물학적 제제 채택을 촉진하고 있습니다. 이러한 추세는 산업 구조를 재편하며 혁신 기회를 제공하고 전 세계적으로 충족되지 않은 환자 요구를 해결할 것으로 기대됩니다.

 

키트루다 SC 제형 개발은 바이오제약 산업이 환자 중심 혁신으로 전환하고 있음을 보여주는 대표적인 사례입니다. 알테오젠의 ALT-B4 기술을 활용함으로써 MSD는 IV 생물학적 제제를 SC 방식으로 전환하는 과정에서 발생하는 도전 과제를 성공적으로 해결했으며, 바이오시밀러와의 경쟁 속에서도 시장 위치를 공고히 했습니다. 이 사례는 암 치료 접근성과 환자 결과를 개선하는 데 있어 SC 제형이 가진 변혁적 잠재력을 잘 보여줍니다.

 

▼ 알테오젠의 기회와 관련된 자세한 내용은 아래 글을 참고하세요

 

2025.01.12 - [Stock] - 알테오젠, 키트루다(Keytruda) SC 제형 개발의 기회 정리

알테오젠, 키트루다(Keytruda) SC 제형 개발의 기회 정리