[딜사이트 방태식 기자] 삼성바이오로직스가 이중항체 등 차세대 바이오의약품 개발에 물질별 맞춤형 전략을 적용하며 기술 경쟁력 강화에 나서고 있다. 이중항체는 기존 단일항체보다 구조가 복잡하고 물질마다 특성이 달라 개발 과정 전반에 걸친 최적화가 필요하다는 판단에서다. 회사는 이러한 전략을 바탕으로 이중항체 개발 기간을 단축하고 ‘원스톱 위탁개발생산(CDMO)’ 역량을 강화한다는 계획이다.

이태희 삼성바이오로직스 항체세포 정제공정개발팀장(상무)은 28일 서울 코엑스에서 열린 '바이오플러스-인터펙스 코리아 2026(BIX 2026)'에서 "이중항체 등 복잡한 구조의 바이오의약품에는 모든 물질에 적용할 수 있는 단일한 해결책이 없다"며 "물질의 구조와 특성을 파악하고 세포주 개발부터 배양·정제·분석에 이르기까지 통합적인 화학·제조·품질관리(CMC) 전략을 적용하는 것이 중요하다"고 밝혔다.

이중항체는 서로 다른 두 개의 항원이나 표적에 동시에 결합하도록 설계된 항체다. 기존 단일항체로 구현하기 어려웠던 치료 기전을 제공할 수 있어 차세대 바이오의약품으로 주목받고 있다. 다만 여러 단백질 사슬이 정확하게 결합해야 하는 구조적 특성상 제조 과정에서 불순물이 발생하거나 단백질 안정성이 떨어질 가능성이 높다.

이 상무는 "이중항체는 구조적 복잡성으로 인해 기존 단일항체 공정을 단순히 변형하는 것만으로는 충분하지 않다"며 "물질별 특성에 따라 발생하는 문제를 파악하고 이에 적합한 개발 전략을 수립해야 한다"고 설명했다.

삼성바이오로직스는 이러한 문제를 해결하기 위해 대칭·비대칭형 이중항체와 융합 단백질 및 이량항체 등 6개 이상의 분자 포맷에 대한 개발 경험을 축적해 왔다. 이를 바탕으로 세포주 개발부터 배양·정제와 제형 설계 및 구조 분석까지 물질별 특성에 최적화된 공정을 적용하고 있다.

먼저 세포주 개발 단계에서는 단백질 사슬의 발현 비율을 최적화하는 기술을 활용하고 있다. 단순히 생산성이 높은 세포주를 선정하는 데 그치지 않고 목적한 구조의 항체가 얼마나 정확하게 형성되는지 함께 평가하는 방식이다.

배양 공정에서는 배지 조성과 배양 환경을 최적화해 단백질 절단 및 응집 현상을 최소화하고 있다. 실제 개발 사례에서는 단백질 절단 현상을 34% 줄이고 응집 현상도 17% 낮추는 성과를 확보했다. 이를 통해 후속 정제 공정의 부담을 줄이고 생산 효율성을 높였다는 삼성바이오로직스 측 설명이다.

정제 공정에서도 물질별 특성에 따라 불순물 제거 전략을 달리 적용하고 있다. 삼성바이오로직스는 이중항체 제조 과정에서 발생하는 잘못 결합된 항체와 단백질 응집체 등을 제거하기 위해 다양한 정제용 레진과 공정 조건을 평가하고 있다.

삼성바이오로직스는 이러한 전략을 적용한 결과 일부 개발 사례에서 최종 순도 98% 이상을 달성했다. 다른 물질에서도 97% 이상의 순도를 확보했으며 응집체 비율이 약 50%에 달했던 물질은 최종적으로 1% 수준까지 낮추는 데 성공했다.

이 상무는 "같은 구조의 물질이라도 불순물의 특성이 다를 수 있다"며 "물질의 구조와 불순물 특성을 이해하고 이에 맞는 정제 전략을 적용하는 것이 중요하다"고 말했다.

삼성바이오로직스는 물질별 맞춤형 전략과 함께 개발 기간 단축에도 속도를 내고 있다. 특히 분석법 개발과 품질관리(QC) 준비를 동시에 진행하는 병렬 개발 방식을 통해 공정 간 기술이전 과정에서 발생하는 시간적 공백을 최소화한다는 전략이다.

기존에는 개발 부서에서 분석법을 완성한 뒤 품질관리 부서로 기술을 이전했지만 현재는 개발 초기부터 양 부서가 협력해 분석법을 검증하고 관련 문서를 준비하고 있다. 이를 통해 기술이전에 따른 위험을 줄이고 개발 일정도 최대 3개월 앞당길 수 있다는 설명이다.

나아가 삼성바이오로직스는 이러한 전략을 종합적으로 적용해 벡터 제작부터 임상시험계획(IND) 제출까지의 개발 기간을 기존 13개월에서 9.5개월로 약 27% 단축하는 방안을 제시했다. 세포주 개발과 공정 개발 과정에서 병렬로 수행할 수 있는 업무를 동시에 진행하고 초기 단계에서 확보한 물질을 후속 개발에 활용해 전체 일정을 앞당긴다는 계획이다.

또 이러한 맞춤형 개발 전략은 고객사의 신약 후보물질 개발부터 상업용 생산까지 지원하는 원스톱 CDMO 서비스 경쟁력과 맞닿아 있다는 평가다. 삼성바이오로직스는 복잡한 구조의 바이오의약품 개발 경험과 공정 최적화 역량을 바탕으로 차세대 치료제 시장에서 고객사 확보에 나선다는 방침이다.

한편 삼성바이오로직스는 지난 2022년부터 5년 연속 BIX에 참가하고 있다. 특히 3년 연속 단독 부스를 마련하며 생산역량뿐 아니라 위탁연구(CRO), 위탁개발(CDO), 위탁생산(CMO)을 아우르는 바이오의약품 전 주기 지원 역량을 홍보하고 있다.