인플루엔자 바이러스 감염 예방 백신:

신규 특허로서의 가능성

캠퍼스특허전략 유니버시아드

선행기술 조사 부문

2010.7.9

왜 인플루엔자 바이러스 감염 예방 백신 생산기술이 중요한가?

출처: Nature Reviews, 토러스 투자 증권 리서치 센터

선진 7개국 독감백신 시장 고성장 지속 녹십자 세계적인 백신 메이커로 자리매김

+2천만+2천만

§ 독감백신 시장은 선진시장에서도 고성장을 지속(최근 5년간 매출 CAGR 16.5% 증가)

§ 녹십자, 2009년 화순 백신공장 가동으로 주요 백신 제조사와 유사한 수준의 생산능력 보유

§ 녹십자, 세포 배양 인플루엔자 백신 개발 돌입(국민일보 2010.04.06)

§ 독감백신 시장은 선진시장에서도 고성장을 지속(최근 5년간 매출 CAGR 16.5% 증가)

§ 녹십자, 2009년 화순 백신공장 가동으로 주요 백신 제조사와 유사한 수준의 생산능력 보유

§ 녹십자, 세포 배양 인플루엔자 백신 개발 돌입(국민일보 2010.04.06)

인플루엔자 백신 소수가 독점한 고성장 시장

유정란 배양 방식 백신 생산 vs. 세포 배양 방식 백신 생산

출처: 노바티스, 월스트리트 저널 2009. 11. 25

배양방식 유정란배양

세포 배양

생산기간

6개월 3개월

Scale-up 쉽지 않다 비용이 많이들고 복잡함

Sterility 타 바이러스오염 가능성

없다

AllergyRisk

Egg Albumin 없다

Mutation변종

바이러스가능성

없다

Cost 저렴 비싸다

§ 배양 숙주로 동물세포를 이용해 생산 기간 2-3개월 단축-> 판데믹 상황 신속한 백신 공급 가능

§ 조류 인플루엔자 유행할 경우, 유정란 공급에 문제가 생겨도 원활한 백신 생산 가능

§ 세포주의 단점: 그러나 생산성이 떨어지고, 대량 생산이 어려움!

돌파구: 세포 현탁돌파구:

세포 현탁

세포 현탁 기술의 중요성

출처: Chia Chu 2009 PNAS Conversion of MDCK cell line to suspension culture …

§ 현탁배양: 배양액에 부유되어 현탁된

상태로 동물 세포를 키우는 방법

세포 현탁 배양세포 현탁 배양

§ 사람 Siat7e 발현 세포의 경우 현탁

배양 시, 세포 배양액 1ml당 70만개

의 세포 생산가능 = 유정란 10000개

로 부터 생산되는 세포의 수와 동일

세포 현탁을 통한 대량 생산 기술세포 현탁을 통한 대량 생산 기술

세포 현탁세포 현탁 세포 현탁 X세포 현탁 X

대량 생산 가능대량 생산 가능 대량 생산 불가대량 생산 불가

세포주 선행 기술에 관한 특허 검색 방법

: 논문을 통해 세포주 및 주요 라이센스 보유 제약회사, 백신 개발 진행상황 정보 습득

: 각 세포주에 따른 선행기술 검색 후, 패밀리 특허 및 본 특허를 우선권으로 한 특허를 통해 제휴 회사 관계 추적

Cell lineCell line

SCOPUSSCOPUS

InfluenzaInfluenza

VaccineVaccine

Cell CultureCell Culture

총 146건총 146건

최신주요 논문

6건

최신주요 논문

6건

세포주 종류세포주 종류

주요 라이센스보유 제약회사주요 라이센스보유 제약회사

백신 개발진행상황백신 개발진행상황

Vero Cell

PER.C6

MDCK

Baxter International

Sanofi Aventis

Novartis

Celvapan

Flucell

Optaflu

1 2

1

2

검색 엔진검색 엔진 WIPS(한국)

검색어검색어

세포배양/세포주세포배양/세포주

인플루엔자인플루엔자

백신백신

Cell line Cell line

InfluenzaInfluenza

VaccineVaccine

5건 / 3건5건 / 3건

검색어검색어

Cell line Cell line InfluenzaInfluenza VaccineVaccine 20건20건

Vero CellVero Cell

PER.C6PER.C6

MDCKMDCK

84건84건

20건20건

85건85건

검색 엔진검색 엔진 WIPS(미국)

주요 세포주의 종류 및 특징

출처: 위키피디아

Vero CellVero Cell PER. C6PER. C6 MDCKMDCK

§ 아프리카 녹색 원숭이 신장

상피 세포를 배양

§ 무혈청 조건에서 배양 가능

§ 세포 현탁 가능한 세포

§ 아프리카 녹색 원숭이 신장

상피 세포를 배양

§ 무혈청 조건에서 배양 가능

§ 세포 현탁 가능한 세포

§ 사람의 망막 세포에서 유래한

세포로 아데노 바이러스 DNA

재조합 기술로 배양

§ 무혈청 조건에서 배양 가능

§ 세포 현탁 가능한 세포

§ 사람의 망막 세포에서 유래한

세포로 아데노 바이러스 DNA

재조합 기술로 배양

§ 무혈청 조건에서 배양 가능

§ 세포 현탁 가능한 세포

§ 코커 스파니엘의 신장 상피 세

포를 배양

§ 무혈청 조건에서 배양가능

§ 세포 현탁 불가능(트립신으로

벽면에서 떨어지지 않음)

§ 코커 스파니엘의 신장 상피 세

포를 배양

§ 무혈청 조건에서 배양가능

§ 세포 현탁 불가능(트립신으로

벽면에서 떨어지지 않음)

CelvapanCelvapan FlucellFlucell OptafluOptaflu

Baxter InternationalBaxter International Sanofi AventisSanofi Aventis NovartisNovartis

세포주 원천 특허 1: Vero Cell

출원인: Baxter Aktiengesellschaft(1997-849716, US)

§ 감염의 가능성이 있는 혈청 파생

물질 사용

§ 유정란 기반의 항체 생산의 경우

높은 수율의 바이러스 생산에 부적

합

§ 숙주 세포 내의 인플루엔자 항체

에서 단백질 가수 분해의 필요성

Production of

orthomyxovirus

es in monkey

kidney cells

using protein-

free media

Production of

orthomyxovirus

es in monkey

kidney cells

using protein-

free media

§ 무혈청, 비 단백질 기반으로 단백

질 오염없이 항체 대량 생산 최적화

§ 선택적 표현형의 인플루엔자 바이

러스 생산 가능

§ 비 단백질 기반으로 숙주 세포 내

의 단백질 가수 분해의 불필요

§ 뉴라미니다아제 억제제

검토의견

§ 배양 숙주로 동물세포를 이용하고 무혈청, 비 단백질 기반의 백신 대량

생산을 가능하게 한 뉴라미니다아제 억제제 생산 기술

§ WO96/015231포함 27개의 패밀리 특허 보유 및 참조 특허 13 건

§ 1997년 등록된 세포주 원천 특허

기존 기술기존 기술 본 특허 기술본 특허 기술

세포 배양 방식의 백신 개발

에 성공한 Baxter사의 원

천 특허로 판단됨.

세포 배양 방식의 백신 개발

에 성공한 Baxter사의 원

천 특허로 판단됨.

세포주 원천 특허 2: PER. C6

출원인: Crucell Holland, B.V.(2001-002705, US)

Complementing

cell lines

Complementing

cell lines

§ 무혈청, 비 단백질 기반으로 단백질

오염없이 항체 대량 생산 최적화

§ 선택적 표현형의 인플루엔자 바이

러스 생산 가능

검토의견

§ 본 특허의 경우 독일 백신 제조사 Crucell사의 PER. C6으로 명명된

포유동물 세포주 생산기술 특허

§ WO02/040665포함 86개의 패밀리 특허 보유

§ Sanofi Pasteur 사의 세포 배양 백신 Flucell의 원천 특허

생산 기술생산 기술 본 특허 기술본 특허 기술

세포 배양 방식의 백신 개발에

성공한 Sanofi Aventis사의

원천 특허로 판단됨.

세포 배양 방식의 백신 개발에

성공한 Sanofi Aventis사의

원천 특허로 판단됨.

* 본 특허를 우선권으로 하는 특허:

US 7344883 B2 (2008.03.18)

US 20050277194 A1 (2005.12.15)

US 20080199433 A1 (2008.08.21)

* 본 특허를 우선권으로 하는 특허:

US 7344883 B2 (2008.03.18)

US 20050277194 A1 (2005.12.15)

US 20080199433 A1 (2008.08.21)

세포주 원천 특허 3: MDCK

출원인: Chiron Behring GmbH & Co. (1998-155581, US)/Medimmune, LLC(2005-304589, US)

§ 유정란에서 생산된 인플루엔자

백신은 달걀 알러지가 있는 사람에

게서는 중증의 과민반응을 유발

§ 세포주들 다수는 발암성인 것으로

공지되어 있고 안전상의 문제

§ 혈청 혹은 혈청-유래 물질은 배양

물 및 생물학적 산물을 오염시킬 수

있는 가능성

Animal cells and

processes for the

replication of

influenza viruses

Animal cells and

processes for the

replication of

influenza viruses

§ 혈청 혹은 무혈청 하에 성장

가능하고, 부착성이며 비-발암성인

MDCK 기반의 세포주

§ MDCK 세포가 사용되는, 세포 배

양물중 바이러스로 세포를 감염시

키고 배양된 바이러스를 분리

§ 동물성 단백질이 없는(APF:

animal protein-free) 제제

검토의견

§ Medimmune사의 Non-tumorgenic MDCK cell line for

propagating viruses와 더불어 MDCK 세포주 대표 특허

§ WO97/037000포함 26개의 패밀리 특허 보유

§ 참조 특허 9건 중 3건이 백신 개발에 직접적 도움이 된 세포주 특허

기존 기술기존 기술 본 특허 기술본 특허 기술

세포 배양 방식의 백신 개발

선두주자 Novartis사의

Optaflu를 성공시킨 원천

특허로 판단됨.

세포 배양 방식의 백신 개발

선두주자 Novartis사의

Optaflu를 성공시킨 원천

특허로 판단됨.

Non-tumorgenic

MDCK cell line for

propagating

viruses

Non-tumorgenic

MDCK cell line for

propagating

viruses

세포 현탁 선행 기술에 관한 특허 검색 방법

: WIPS 통해 미국 세포 현탁 기술 특허 검색

: 돌파구로서 freepatents online 검색 선택 후, 본 특허를 우선권으로 한 특허와 출원인의 생명공학 기술을 바탕으로 추론

2

1

2

검색 엔진검색 엔진 WIPS(한국)

검색어검색어

세포 현탁세포 현탁

인플루엔자인플루엔자

백신백신

0건0건

검색어검색어

현탁현탁

백신백신

21건21건

1

검색 엔진검색 엔진 WIPS(미국)

검색어검색어

Cell Cell

SuspensionSuspension

InfluenzaInfluenza

총 246건총 246건

VaccineVaccine

200건 이상의 특허로

기존 기술과 특허기술의 비교

가 어렵고, 원천 특허로서의

가능성 제기어려움

검색 엔진검색 엔진 Freepatents(미국)

검색어검색어

Cell linesCell lines

SuspensionSuspension

CultureCulture

Score 1000(1건) Score 1000(1건)

발명자의 다른 특허발명자의 다른 특허

2건2건

세포 현탁 기술 원천 특허

출처: Monsanto Company(1976-738515,US), (1978-918898,US)

Adaptation of cell lines to suspension cultureAdaptation of cell lines to suspension culture

§ 현탁이 불가능한 세포들이 벽면에 붙어 자라는 경우 단일층을 이루고 나

면 포화상태가 되면서 세포가 죽기 때문에 고농도의 응축이 어렵고 세포 배

양에 문제점이 생김.

§ 돛이 달린 돛단배가 물에 뜰 수 있듯이 세포주를 휘젓어 지고 있는 액체

현탁액에 넣어주면 세포가 벽면에 붙는 것을 방지할 수 있음.

포유동물 세포주가 신속히

현탁 배양액에서 신속히 집

합하여 빠르게 생장할 수 있

게 해주는 원천 특허 기술

포유동물 세포주가 신속히

현탁 배양액에서 신속히 집

합하여 빠르게 생장할 수 있

게 해주는 원천 특허 기술

§ 유전자 변형 작물, 식물 세포 현탁 관련 기술의 대표 농업생명공학 기업 몬산토가 출원인

§ 본 특허를 우선권으로 한 특허가 BE 860413 A1 외 15건 존재하고 19건의 특허가 본 특허에 기초

§ Bioreactor 를 이용한 본 출원인의 기술분야 특허(참조 23건) 연속적 세포 배양 위한 세포주 관련 현탁 기술

Continuous cell culture systemContinuous cell culture system

§ 포유동물 세포주를 현탁시킬 때, 세포 분열없이 빠르게 연속적인

세포현탁을 할 수 있게 해주는 기구

§ 세포 현탁 효율성을 높여 주는 원천 특허

§ 포유동물 세포주를 현탁시킬 때, 세포 분열없이 빠르게 연속적인

세포현탁을 할 수 있게 해주는 기구

§ 세포 현탁 효율성을 높여 주는 원천 특허

11

22

인플루엔자 바이러스 감염 예방 백신: 국내 및 세계 동향

출처: BT 기술동향 보고서, 인플루엔자 연구 및 활용(2010.2)/ 대우증권 리서치 센터

업체명 국가 세포주 적응증 개발단계

Solvay 벨기에 MDCK 계절성독감

시판중(유럽)

Novartis Vaccines

스위스 MDCK 계절성독감

미국임상3상

GSK 영국 MDCK 계절성 독감 임상 1상

MedImmune 미국 MDCK 계절성 독감 임상 1상

Sanofi-aventis

프랑스 Per.C6 계절성 독감 임상 2상

Dynport 미국 Vero 계절성 독감 비임상

Baxter 미국 Vero 계절성 독감 시판 허가(유럽)

녹십자 한국 MDCK 조류 독감 세포주 확보

§ 미국 인플루엔자 관련 특허 1,184건(69%) 보유: 인플루엔자 분야 연구 및 기술 개발을 주도

§ 대한민국은 세계에서 7번째로 23건 보유

§ 백신 사업은 바이오 사업 분야 중 가장 빠르게 성장(매년 32%, CAGR, 04-07)

§ 우리나라 녹십자 타 국가에 비해 세포배양 인플루엔자 백신 개발 후발주자(2014년 개발 완료 예정)

인플루엔자 바이러스 감염 예방 백신 생산: 신규 특허로서의 가능성

출처: Nature Reviews, 토러스 투자 증권 리서치 센터

시장

자본

기술

신규 특허

삼각형

녹십자 세포 배양 방식 인플루엔자 백

신 개발에 500억 이상 투자할 계획

녹십자, 글로벌 백신 기업

을 기준으로 세포 배양 백

신 생산 방식의 후발 주자

현재 제품화된 유정란 방식

의 인플루엔자 백신 바탕으

로 해외 수출 루트를 확보하

는 인프라 구축

세계 시장8250억 $

규모

세계 시장8250억 $

규모

녹십자그린 플루 에스

녹십자그린 플루 에스

Craig Venter새로운 기술

Craig Venter새로운 기술