초록 ▼

□ 기획연구의 목적
○ 대형 제약사 위주의 시장판도의 변화를 일으킬 수 있는 Blockbuster 혹은 Niche Buster를 위한 Process Innovation 관점에서의 연구방안 제시
○ 암 재발의 주요 인자인 암줄기세포 조절 기전 및 제어에 대한 세계적 연구 및 산업동향 분석을 통하여 다약제 내성 암 극복 방안 도출 및 연구전략 수립
○ 기술성, 권리성(논문, 특허), 시장성 및 전문가 진단을 통한 항암제 내성에 대한 개념을 혁신적으로 바꾸고 다제간 내성세포를 제어할 수 있는 새로운 혁신적 방안 개발에 대

□ 기획연구의 목적
○ 대형 제약사 위주의 시장판도의 변화를 일으킬 수 있는 Blockbuster 혹은 Niche Buster를 위한 Process Innovation 관점에서의 연구방안 제시
○ 암 재발의 주요 인자인 암줄기세포 조절 기전 및 제어에 대한 세계적 연구 및 산업동향 분석을 통하여 다약제 내성 암 극복 방안 도출 및 연구전략 수립
○ 기술성, 권리성(논문, 특허), 시장성 및 전문가 진단을 통한 항암제 내성에 대한 개념을 혁신적으로 바꾸고 다제간 내성세포를 제어할 수 있는 새로운 혁신적 방안 개발에 대한 방향성 제시
□ 기존 항암연구의 문제점
○ 항암제 치료에 내성이 발생한 암은 한가지 약제뿐만 아니라, 여러 종류의 항암제에도 교차내성을 가지므로 항암화학요법 실패의 주요 원인이 되고 있음.
※ 최근 국제적으로 항암제 치료 실패에 대한 많은 연구 결과 암치료 실패의 중요한 요인 중 하나가 다약제내성(multidrug resistance, MDR)으로 결론지어짐.
○ 기존 암환자 치료는 개인간의 생물학적 이질성 및 종양 형성기전을 고려하지 않은 일률적인 전신화학요법을 사용하였음. 이에 따라 특정 약물에 대한 개인들의 반응 예측 불가
※ 가장 일반적인 암연구 방법인 암세포주를 마우스에 이식하는 종양특성연구는 이종이식 성공률이 12.5%~74%로 편차가 심할 뿐 아니라 성공률이 낮음.
○ 안전성 및 유효성의 문제는 신약개발의 주요한 실패원인이며 임상시험 이전에 정확히 예측할 수 있는 모델의 부재로 인하여 천문학적 신약개발 비용이 발생
□ 연구동향, 권리성 및 시장성 분석 결과
○ 최근 암연구에서 가장 부각되고 있는 분야는 “암줄기세포” 이며 악성종양 속에서 암을 유지시키는 줄기세포가 있다는 증거가 점점 드러나고 있으며 암세포 전이를 막을 수 있을 것으로 예상되는 후보물질들이 개발되고 있음.
※ 암줄기세포 타겟 신약개발회사인 베라스템 (Verastem) : 2010년 설립. 암줄기세포 전임상, small molecule 의약품 개발로 단기간내 (2011년) NASDAQ 상장
○ 2008년 세계 약 760만 명이 암으로 사망하는 등 암은 전 세계적으로 가장 많은 사망자을 내는 질병 중 하나로 발생 연령이 낮아지며 평균 수명 연장에 따라 암 발생률은 더욱 증가할 전망
－ 영국 Visiongain 자료(2012년)에 따르면 세계 암 치료제 시장은 2010년 591억 달러에서 2012년 750억 달러로 성장하였을 것으로 추정
○ BCC 리서치에 따르면 종양 줄기세포 치료 시장은 2010년 8억 5900만 달러에 달했으며, 2015년 약 15억 달러로 연간 11.3%의 고성장을 지속할 전망임.
※ 향후 암치료제 개발에서 바이오치료제가 강세를 보일 것으로 전망. 한편 가장 시장점유율이 높은 아바스틴(‘09년 59억 달러 매출)의 경우 산소, 영양분이 공급되지 않는 이유로 인하여, 암세포외 다른 세포까지 괴사시키는 혈관형성 억제재로서의 부작용을 보이고 있음.
○ 논문 및 특허분석결과 최근 종양특성을 암세포주를 마우스에 이식하여 종양특성 연구를 수행하는 기존의 방법을 대체하여 환자유래 종양 이식 동물모델 방법의 연구로 일반 세포와 암줄기세포와의 비교연구가 이루어지고 있으며, 암환자에게서 추출한 암줄기세포를 이용한 기전연구, Marker개발연구가 진행되고 있음.


□ 제안하고자 하는 항암연구의 내용
○ 세포막 수준의 Drug efflux pump의 과다생성이 다제간 약제내성 (MDR)의 중요한 기전중에 하나로 알려진 후, 세포막 수준의 efflux pump억제제를 통한 MDR 제어를 위한 많은 노력들이 있었으나 그 효과가 미미함. 따라서 약물내성 극복을 위한 새로운 접근방법이 필요
☞ 약물이 핵내로 효과적으로 전달되지 못할 경우 오히려 새로운 약제내성이 생길 수 있기 때문에 다약제 내성을 극복하기 위해서는 핵막 수준의 약제장벽을 극복하여야 함.
○ 항암치료 및 혁신 항암제 개발을 위한 기존의 방법에 대한 전환이 필요한 시점이며, 이종이식 성공률이 12.5%~74%로 편차가 심한 기존 암세포의 마우스 이식에 의한 종양특성연구 중심의 연구에서 암의 다양성, 복잡성에 대한 맞춤형 구현을 담보할 수 있는 동시에 획기적으로 성공률을 높일 수 있는 모델 개발이 필요
☞ 암환자 맞춤형 동물모델(PDTX, Patient Derived Tumor Xenograft): PDTX모델은 동의한 암환자의 조직을 3mm 조각으로 절제하여 NOD/SCID 또는 NOG와 같은 면역결핍마우스의 피하 혹은 암발생 원발 부위장기에 직접 이식하는 방법임.
○ 환자 맞춤형 암환자 임상시료 사용 PDTX 모델의 장점은 다음과 같음.
－ 기존의 암동물 모델 문제 해결 : 기존 동물모델에서 실패하였던 암의 다양성, 복잡성에 대한 맞춤형 구현 가능
－ 암 세포주 이용시 문제 해결 : 암 세포주 이용 항암제 효능 검사의 제한점 극복할 수 있음.
－ 계대 배양시 특성 유지 : 마우스에 연속 계대 배양하여도 분자생물학적, 유전학적, 조직학적 특성을 그대로 유지 할 수 있음.
－ 암 줄기세포, 미세환경 연구 적절 : 전임상 연구에 암 줄기세포, 암줄기세포 미세환경을 조직학적으로 분석하는데 가장 우수한 모델임
－ 약물 역동학, 병합효과 연구 : 약물역동학, 병합효과, 바이오마커 측정을 하는 전임상 연구에 가장 우수한 모델임.
－ 특이유형 암종 연구 : 특이한 유형의 암종연구 시 환자 맞춤형 연구에 Bias를 줄일수 있는 가장 좋은 전임상 동물 모델임.

Abstract ▼

□ The Purpose of Planning Research
○ The innovative proposal of research direction for blockbuster (or niche buster) to make a change in the market mainly occupied by major pharmaceutical companies.
○ The establishment of research strategy to overcome multidrug resistance through analysis of w

□ The Purpose of Planning Research
○ The innovative proposal of research direction for blockbuster (or niche buster) to make a change in the market mainly occupied by major pharmaceutical companies.
○ The establishment of research strategy to overcome multidrug resistance through analysis of worldwide research and industrial trends about mechanism of cancer stemness and cancer recurrence.
○ The direction proposal about development of innovative method to restrain multidrug resistant-properties of cancer cells through the analysis of technology, rights (research paper, patents) and marketability.
□ The Problem of the Conventional Cancer Therapy
○ In the malignant progression, cancer cells have gotten drug resistance from one type to various type of drugs. This resistance is the main cause of chemotherapy failure.
○ The conventional therapy did not consider the individual biological difference and tumor development. Therefore, it is difficult to predict the exact individual response to specific anticancer drug.
○ Progress in oncology drug development has been hampered by a lack of preclinical models that reliably predict clinical activity of novel compounds in cancer patients.
□ The Analysis on Research trend, Rights and Marketability
○ Cancer stem cells (CSC) may be responsible for resistance to conventional therapies, which in many instances leads to cancer recurrence and metastasis. CSC target therapy could be a promising anticancer strategy to cure the intractable cancer.
○ In 2008, approximately 7.6 million people in the world have died of cancer. the onset age of cancer is decreasing, however, The rate of cancer incidence is expected to be further increased.
○ According to BCC research, therapeutic market using cancer stem cells reached 895 million dollars in 2010, and will reach approximately 1.5 billion dollars in 2015 showing continuously fast growth.
○ The analysis of papers and patents showed that recent advances of cancer research replaced the traditional xenograft model to patient derived xenograft model for oncology drug development
□ The Suggestion on the New Concept of Anticancer Research
○ It is necessary to develop new approach to overcome multidrug resistance, because drug efflux pump inhibitors of the cell membrane level did not work effectively on intractable cancer.
○ The targeting of drug barrier of the nulcear envelop’s level could be a new paradigm strategy to overcome the multidrug resistance of intractable cancer.
○ In an effort to address shortcomings of standard cell-line xenograft, there has been a recent increase in the use of patient-derived tumor xenografts (PDTX) engrafted into immune-compromised rodents for preclinical modeling. Therefore, PDTX model could be preclinical model that reliably predict clinical activity of novel compounds in intractable cancer patients.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 목차 ... 3
• 그림목차 ... 5
• 표목차 ... 7
• 연구개발사업 최종연구개발결과보고서 요약문 ... 8
• Project Summery ... 10
• 제 1 장 서론 ... 12
• 1.1 기획연구의 배경 및 필요성 ... 12
• 1.1.1 기획연구의 배경 ... 12
• 1.2 기획연구의 목적 및 내용 ... 13
• 1.2.1 기획연구의 목적 ... 13
• 1.2.2 연구 범위 및 분석방법 ... 14
• 제 2 장 연구의 개요 ... 15
• 2.1 기존 항암치료의 문제점 ... 15
• 2.1.1 다약제 내성 ... 15
• 2.1.2 세포막 수준 연구의 한계 ... 17
• 2.1.3 성공률이 낮은 항암연구 ... 20
• 2.2 연구의 필요성 ... 21
• 2.2.1 핵막 수준의 분석을 통한 약물 다제간 약물내성 연구의 필요성 ... 21
• 2.2.2 암환자 맞춤형 동물모델(PDTX, Patient Derived Tumor Xenograft) 연구의 필요성 ... 25
• 2.3 추진 연구의 개요 ... 27
• 2.3.1 연구의 개요 ... 27
• 2.3.2 핵막연구 ... 28
• 2.3.3 암환자 맞춤형 동물모델(PDTX, Patient Derived Tumor Xenograft) ... 29
• 2.3.4 암줄기세포 ... 30
• 제 3 장 연구 및 시장 동향 ... 32
• 3.1 연구동향 분석 ... 32
• 3.1.1 세계 동향 ... 32
• 3.1.2 국내 동향 ... 40
• 3.1.3 전문가 자문을 통한 기술특성 분석 ... 41
• 3.2 시장동향분석 ... 42
• 3.2.1 연구동향 및 시장 현황 ... 42
• 3.3.2 시장성 분석 결과 ... 57
• 3.4 논문 및 특허동향 분석 ... 58
• 3.4.1 논문동향 ... 58
• 3.4.2 특허동향 ... 65
• 3.5 종합평가 ... 78
• 3.5.1 종합평가 ... 78
• 3.5.2 연구의 혁신성 ... 79
• 3.5.3 연구의 원천성 ... 79
• 3.5.4 연구의 핵심성 ... 80
• 3.5.5 연구의 완성도 ... 81
• 3.5.6 지적재산권 확보 ... 81
• 3.5.7 사업화 파트너 ... 82
• 제 4 장 연구방향 및 개발 전략 ... 83
• 4.1 연구개발 목표 및 내용 ... 83
• 4.1.1 연구개발 전략목표 ... 83
• 4.1.2 연구개발 내용 ... 85
• 제 5 장 기대효과 ... 88
• 5.1 기술적 측면 ... 88
• 5.2 경제적·산업적 측면 ... 88