혁신 신약 개발 바이오텍 페니트리움바이오(187660)사이언스는 14일 서울 강남구 그랜드 인터컨티넨탈 서울 파르나스에서 ‘페니트리움 글로벌 임상 개발 심포지엄 2026’을 열고 자사 핵심 파이프라인 ‘페니트리움’(Penetrium)의 환자유래 3차원(3D) 암 오가노이드 유효성 데이터와 미국 임상 2상 직행 전략을 전격 발표했다.
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암연관섬유아세포(CAF) 장벽 만나 무력화된 표적치료제 약효 완벽 복원
이날 발표의 핵심은 최신 RAS 표적항암제인 ‘다락손라십’(daraxonrasib)의 치료 한계가 어디에서 비롯되는지, 그리고 페니트리움이 이를 어떻게 극복하는지를 명확한 정량 수치로 규명한 데 있다.
연구는 3차원 세포 배양 전문 플랫폼 기업 엠비디(MBD)와 공동으로 폐암 및 난소암 환자유래 조직을 활용해 진행됐다. 분석 데이터에 따르면 폐암 환자유래 암 오가노이드에 다락손라십을 단독 투여했을 때 암세포 생존 활성율은 57.8% 수준으로 억제됐다.
그러나 실제 환자 체내와 동일하게 암연관섬유아세포(CAF)가 형성한 빽빽한 기질 장벽을 더하자 동일한 투여량임에도 암세포 생존 활성율은 89.6%로 치솟았다. 유전적 내성이 생긴 것이 아니라 기질 장벽이 약물의 심부 침투를 물리적·생화학적으로 가로막는 ‘가짜내성’이 유발된 결과다.
극적인 반전은 페니트리움 병용군에서 확인됐다. 다락손라십을 유지한 상태에서 가짜내성을 독립적으로 타깃하는 페니트리움을 함께 투여하자 89.6%까지 치솟았던 암세포 생존 활성율은 단 7.5%로 곤두박질쳤다. 정상 기질 환경에서의 단독 투여 수치(57.8%)보다 훨씬 강력한 사멸 효과를 보였다.
난소암 오가노이드에서도 똑같은 결과가 관찰됐다. 다락손라십 단독 투여 시 50.5%였던 생존율은 CAF 장벽 결합 시 67.7%로 상승했으나, 페니트리움을 병용 투약하자 12.8%로 급감했다. 특정 암종에 국한되지 않고 종양미세환경을 형성하는 다양한 고형암에 폭넓게 적용될 수 있는 범용성을 입증한 셈이다.
기존 병용요법이 기전이 서로 다른 항암제들을 섞어 암세포 자체를 다각도로 때리는 방식이었다면, 페니트리움은 암세포는 기존 표적제가 치고 약효를 가로막는 장벽은 페니트리움이 부수는 ‘동시 병렬 타격’(Concurrent Parallel Targeting) 개념을 정립했다.
페니트리움바이오는 비임상에서의 성과를 바탕으로 미국 식품의약국(FDA)으로부터 임상시험계획(IND) 승인을 획득하고 진행성 고형암 환자 대상 임상 2a상에 직행한다. 통상 거쳐야 하는 임상 1상을 생략하고 유효성을 검증하는 2상으로 곧바로 진입하는 것은 신약 개발 기간을 수년 단축하는 결정적 분기점이다.
이번 2상 직행은 신약 절차 우회가 아닌 이미 누적된 방대한 인체 안전성 프로파일 덕분에 가능했다. 페니트리움의 주성분과 동일 제형 약물은 과거 코로나19 팬데믹 당시 국내 임상에서만 300명 이상의 인체 투여 데이터를 확보했다. 현재 베트남에서도 뎅기열 치료제로 임상 2·3상을 순항하며 사람 몸속에서의 안전성과 내약성, 약물동태(PK)를 확고하게 검증받았다.
FDA 규정상 다른 적응증에서 인체 안전성 및 독성 평가 자료가 충분히 입증된 물질은 중복적인 1상을 거치지 않고 질환 유효성을 평가하는 임상 2상으로의 진입을 공식 허용하고 있다.
과거에도 축적된 안전성을 지렛대 삼아 항암 임상 2상으로 직행한 글로벌 선례들이 다수 존재한다. 고혈압 치료제 ‘로사르탄’은 종양기질 조절 기전을 인정받아 국소진행성 췌장암 환자 대상 ‘폴피리녹스’ 병용 임상 2상에 바로 뛰어들었다. 당뇨병 치료제 ‘메트포르민’ 역시 광범위한 임상 데이터를 바탕으로 췌장암 2상 무작위 배정 시험에 직행해 유효성을 입증한 바 있다.
미국 현지 인허가 전문 임상시험수탁기관(CRO)과 김택성 페니트리움바이오 미국사업 총괄 사장이 이끄는 현지 임상팀은 이러한 근거를 토대로 설계된 프로토콜을 관철시켰다.
특히 임상 초기 환자군에서 병용 투여 안전성과 제한독성(DLT)을 먼저 살피는 ‘세이프티 리드인’(Safety Lead-in) 방식을 결합해 허가 당국이 요구하는 안전장치도 빈틈없이 마련했다.
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세계적 석학 집결… 2028년 키트루다 특허 만료 타고 ‘빅딜’ 추진
회사는 이번 미국 임상 2상 진입을 통해 개발 속도, 승인 확률, 기술 가치 극대화라는 ‘3박자’를 완성한다는 구상이다. 첫째는 ‘속도’다. 1상 과정을 건너뛰면서 최소 1~2년 이상의 시간과 수백억 원의 비용을 아꼈다. 미국 2상에서 적용할 투여 용량은 감염병 임상에서 확인된 최대 안전 용량보다 훨씬 낮게 설계됐다. 한국에서 독자 진행 중인 항암 1상을 통해 적정 투여 용량을 정밀 확정하는 ‘한·미 병행 투트랙’ 체제로 데이터의 정밀도를 끌어올린다.
둘째는 ‘승인 확률’이다. 신약 개발 좌초의 주원인인 예측 불가능한 독성 변수를 사전에 차단했다. 여기에 세계적 연구진이 포진했다. 미국 캘리포니아대 샌디에이고(UCSD) 무어스암센터에서 희귀암 바스켓 임상(DART)을 이끌었던 샌딥 파텔(Sandip Patel) 교수가 총괄 책임연구자(CI)를 맡았다. 조직 미세환경 및 류마티스 분야의 세계적 석학인 게리 파이어스타인(Gary S. Firestein) UCSD 석좌교수가 합류해 ‘종양·자가면역 미세환경 자문위원회’를 구성하고 임상 신뢰도를 배가했다.
셋째는 ‘시장 가치 대전환’이다. 1889년 스티븐 페짓이 주창한 ‘씨앗과 토양’(Seed & Soil) 이론처럼, 암세포(씨앗)만 공격하는 기존 치료제와 달리 페니트리움은 생성형 인공지능(AI)을 통해 망가진 종양미세환경(토양)을 근본적으로 정상화한다.
특히 전 세계 의약품 매출 1위인 머크(MSD)의 면역항암제 ‘키트루다’(성분명 펨브롤리주맙)의 미국 물질 특허가 2028년 만료된다. 글로벌 제약사들은 특허 절벽을 방어하기 위해 차세대 병용 파트너 약물 확보에 사활을 걸고 있다. 페니트리움바이오는 임상 2상 유효성 데이터를 조기에 확보해 특허 만료 시점에 맞춰 글로벌 빅파마 대상의 대규모 기술수출(L/O) 계약을 따낸다는 복안이다.
조원동 페니트리움바이오사이언스 회장은 “미국 임상 2상 직행은 단순한 개발 기간 단축을 넘어 과학적 검증 데이터를 기반으로 성공률을 최고치로 끌어올린 정교한 승부수”라며 “세계적 석학들의 임상 리더십과 독보적인 가짜내성 타깃 기전을 바탕으로 글로벌 종양학 시장의 패러다임 시프트를 주도하겠다”고 강조했다.
