[Weekly IP] “‘장알균’이라고 들어보셨나요?”…㈜옵티팜, 병원성 세균 장알균 사멸 특허 취득
[Weekly IP] “‘장알균’이라고 들어보셨나요?”…㈜옵티팜, 병원성 세균 장알균 사멸 특허 취득
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㈜옵티팜이 2017년 12월 11일 출원(출원번호 제1020170169631호)됐으며 2020년 1월 10일 등록받았다고 13일 공시한 ‘신규한 장알균 특이 박테리오파지 EF5 및 이를 포함하는 항균 조성물(Novel Enterococcus faecalis specific bacteriophage EF5 and antibacterial  composition comprising the same)’ 특허 대표 도면. 그림=키프리스 캡처
㈜옵티팜이 2017년 12월 11일 출원(출원번호 제1020170169631호)됐으며 2020년 1월 10일 등록받았다고 13일 공시한 ‘신규한 장알균 특이 박테리오파지 EF5 및 이를 포함하는 항균 조성물(Novel Enterococcus faecalis specific bacteriophage EF5 and antibacterial composition comprising the same)’ 특허 대표 도면. 그림=키프리스 캡처

[비즈월드] 일반적으로 엔테로코커스(Enterococcus)속 균주를 '장알균'이라고 부릅니다. 대표종은 엔테로코커스 패칼리스(Enterococcus faecalis)와 엔테로코커스 패시움(Enterococcus faecium)이 있다. 이 균주는 사람이나 온혈 동물의 장관 내에서 상재하며 분변을 통해 배출됩니다.

일반적으로 병원성은 비교적 낮지만 드물게 아급성 심내막염이나 요로감염의 원인이 된다거나 치주감염, 장관계 감염, 창상감염과 패혈증 등 원내감염의 주요 원인균으로 알려져 있습니다.

엔테로코커스 패칼리스 감염의 특징 중 하나는 치아 뿌리, 요도뇨관, 요도 스텐트, 심장 판막 등에 바이오필름을 형성한다는 것입니다. 바이오필름은 미생물에 의해 생성된 막 형태의 구조물로, 바이오필름으로 증식하는 미생물은 동일 미생물의 플랑크톤 형태보다 항생제와 숙주방어에 대한 저항성이 높습니다.

이와 같은 바이오필름 감염을 해소하는데 많은 어려움이 있으며, 만성 또는 재발성 감염이 흔히 일어나게 됩니다. 또 엔테로코커스 속 균주는 드물게는 감염형 식중독을 일으키기도 하는데 식품이나 공공용수 등의 오염지표로서 사용되는 세균입니다.

특히 반코마이신에 내성을 나타내는 장알균은 다른 병원성 세균에 비해 상대적으로 연구가 많이 되지 않고, 병원성에 대한 중요도가 낮았지만 최근 다양한 장관계, 피부, 호흡기 감염에 있어 원인세균 또는 복합 감염의 원인으로 주목받고 있습니다.

이와 관련해 엔테로코커스 패칼리스는 반코마이신에 강력한 항생제 내성기전을 가지는 것으로 알려졌으며, 반코마이신 내성 장알균(VRE)은 1986년 처음 보고되었는데, 병원감염의 중요한 원인균으로서 치료가 어려워 감염 관리의 주요 대상 세균입니다.

이전에 반코마이신을 투여받은 적이 있거나 다른 항생제라도 오랫동안 사용한 사람은 이 균에 감염될 수 있습니다. 또 반코마이신 내성 유전자가 황색포도상구균 같은 다른 그람 양성균으로 전이될 가능성 때문에 더욱 위험합니다.

특히 내성 유전자인 vanA가 이동성 전이인자에 의해 빠르게 전이됨으로써 퍼져나가는 것으로 알려졌습니다. 최근에는 vanB, vanD, vanE, vanG 같은 많은 내성 유전자가 발견되었으며 이 중 vanB는 vanA처럼 플라스미드에 존재해 빠르게 전이될 수 있는 내성 유전자입니다.

이런 항생제에 대한 내성은 엔테로코커스 패칼리스의 바이오필름 형성능으로 인해 더욱 강화되고 이에 따라 균의 제거가 어려워지면서 효과적인 치료제 개발이 요구되고 있습니다.

박테리오파지(bacteriophage)는 특정 세균을 감염시켜 감염된 세균의 성장을 억제하고 저해하는 세균 특이적 바이러스를 의미합니다.

박테리오파지는 박테리아에 감염(infection)한 후 박테리아 세포 내부에서 증식을 하고, 증식 후 자손 박테리오파지들이 박테리아 밖으로 나올 때 숙주인 박테리아의 세포벽을 파괴하는 방식으로 박테리아를 사멸시키는 능력을 가지고 있습니다.

박테리오파지의 박테리아 감염 방식은 매우 특이성이 높아서 특정 박테리아에 감염할 수 있는 박테리오파지의 종류는 일부로 한정됩니다. 즉, 특정 박테리오파지는 특정 범주의 박테리아에만 감염할 수 있고 이로 인하여 특정 박테리오파지는 특정 박테리아만을 사멸시키며 다른 박테리아에는 영향을 주지 않습니다. 따라서 최근 세균성 질환의 대처 방안으로 박테리오파지(bacteriophage)의 활용이 크게 주목을 받고 있습니다.

2000년 이후에 항생제 내성균의 증가로 인해 기존 항생제의 한계성이 나타나고, 기존 항생제의 대체 물질로의 개발 가능성이 부각되면서 다시 박테리오파지가 항-박테리아제로 주목을 받고 있는 것입니다.

그러나 현재까지 장알균에 의한 감염증을 예방 또는 치료하기 위한 신규한 박테리오파지에 대한 연구는 여전히 부족한 실정이며 장알균에 특이적인 용균활성을 갖는 박테리오파지 및 이의 응용에 대한 기술 개발이 필요한 상황입니다.

이런 가운데 이런 각종 질병의 원인이 병원성 세균인 장알균을 효과적으로 사멸하는 방법이 국내 중소기업에 의해 발명돼 특허를 받았습니다.

해당 기업은 2000년 7월 설립된 ㈜옵티팜입니다.

이 회사는 동물관련 사업과 인체관련 사업을 동시에 영위하고 있는 회사로 동물질병진단사업, 동물약품사업 및 박테리오파지사업을 통하여 매출 발생하고 있으며, 인체사업으로는 미니피그를 이용한 이종장기, VLP백신, 인체진단키트 연구개발을 주축으로 하는 생명공학기업으로 진출하고 있습니다.

이번에 특허를 등록받은 발명의 명칭은 ‘신규한 장알균 특이 박테리오파지 EF5 및 이를 포함하는 항균 조성물(Novel Enterococcus faecalis specific bacteriophage EF5 and antibacterial  composition comprising the same)’입니다.

2017년 12월 11일 출원(출원번호 제1020170169631호)됐으며 2020년 1월 10일 등록받았다고 회사 측은 13일 공시했습니다.

이 발명의 박테리오파지 EF5를 이용한 장알균에 의한 감염성 질병의 예방 또는 치료 방법은 기존의 항생제 등의 화학물질에 비해 장알균, 특히 엔테로코커스 패칼리스에 대한 특이성이 매우 높고 박테리오파지 EF5는 상기 장알균에 감염해 장알균 내에서 증식함으로써 용균 활성이 우수하고 물리화학적 자극에 강하다는 장점을 가지고 있는 것으로 나타났습니다.

또 이 발명의 박테리오파지 EF5는 사람, 동물, 식물 등 세균외의 다른 숙주에는 감염되지 않아 항생제의 오남용으로 인한 항생제 내성균의 문제점, 식품 내의 항생제의 잔류 문제, 광범위한 숙주범위의 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있습니다. 따라서 이번 발명으로 인한 박테리오파지 EF5는 장알균에 의한 감염성 질병의 예방 또는 치료, 항생용 조성물, 사료 첨가용 조성물, 사료, 소독제, 또는 세척제 분야에서 다양하게 사용될 수 있을 것으로 회사 측은 설명했습니다.

회사 측은 “이번 발명에 따른 특허는 질병을 일으키는 병원성 세균을 효과적으로 사멸시킬 수 있는 항생제 대체 물질의 하나로 주요 항생제 내성 세균과 식품 유래 병원성 세균을 제어할 수 있는 박테리오파지 자원으로서 다양한 분야에 적용하여 원인균을 제거할 수 있는 예방 및 치료용 제제를 개발하는데 이용할 계획이며, 박테리오파지 기반 약제 플랫폼를 구축하는데 적극 활용할 계획이다”라고 전했습니다.

한편 옵티팜은 같은 10일, 식품을 매개로 인체에 감염해 질병을 일으키는 크로노박터 사카자키균에 특이적으로 감염하는 용균성 박테리오파지로서 해당 세균을 효과적으로 사멸시킬 수 있는 신규 박테리오파지 및 이를 유효 성분으로 포함하는 조성물에 관한 기술인 ‘신규한 크로노박터 사카자키 특이 박테리오파지 CS3 및 이를 포함하는 항균 조성물(Novel Cronobacter sakazakii specific bacteriophage CS3 and antibacterial composition comprising the same)’ 특허(출원번호 제1020170181009호)도 동시에 등록을 받았다고 공시했습니다.


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