바이오의약품의 제조공정 과정을 이해하기 위한 용어

안녕하세요. 바이오길라잡이입니다.

이번 글에서는 바이오의약품의 제조공정을 이해하기 위해서 꼭 알아야 하는 기본적인 용어설명을 해보고자 합니다. 바이오의약품은 일반 화학합성품과는 생물을 활용한 의약품이다 보니 각 단계별 주요하게 쓰는 용어의 이해가 어느 정도 있어야 합니다. 가장 기본적인 공정용어들에 대해서 어렵지 않게 설명드리고자 하니 관심 있으신 분들은 이번 글 잘 읽어주시면 도움이 많이 되실 수 있을 것 같습니다.

 

 

1. Upstream (USP)

업스트림이라고 불리는 이 용어는 말 그대로 상위에 있는 공정이라고 생각하면 됩니다. 바이오의약품의 가장 상위공정 즉 가장 처음에 진행되는 공정은 어떤 것일까요? 바로 세포를 키우는 세포배양을 의미합니다. 의약품을 생산하기 위해서는 많은 세포수를 확보해야 하기 합니다. 평균적으로 약 2주 (14일) 정도 세포를 배양하게 되는데 이렇게 세포를 잘 증식할 수 있도록 하는 세포배양 공정을 통틀어 Usptream process(업스트림 공정)이라고 합니다

 

2. Harvest (수확)

Harvest는 세포배양이 종료되는 날, 세포가 생산한 물질 혹은 세포 자체를 수확하는 것을 의미합니다. 여기서 수확이라고 하는 것은 여러분이 알고 있는 농사에도 사용되는 그 수확을 의미합니다. 세포는 만들어진 단백질을 어떤 일련의 과정을 통해 세포 밖으로 분비하여 배지(세포 성장에 필요한 기본 원자재)에 떠다니게 됩니다. 이런 경우 수확과정에서 세포는 이제 일을 다 했으므로 버리게 되고 대신 세포가 만들어낸 물질을 포함하고 있는 배지를 모으게 됩니다. 혹은 세포 자체가 치료제로서의 역할을 한다고 하면 반대로 배지는 버리고 최대한 건강한 상태로 세포를 수확하게 되는 것입니다.

 

3. Downstream (DSP)

첫 번째 시작한 세포배양 공정을 완료하고 원하는 대상을 수확하였다면, 이제는 수확한 물질에서 의약품으로 사용할 물질만 깨끗하게 선별해 내는 작업을 해야 합니다. 이러한 과정을 정제(Purification)이라고 부르고 통상 공정용어로는 Downstream (DSP)라고 명칭 합니다. Downstream 공정의 가장 큰 목적은 세포가 만들어 낸 물질과 배지 성분이 섞여 있는 수확물에서 깨끗하게 치료제로 사용할 물질만 골라내는 작업이라고 생각하면 됩니다. 세포 자체가 치료제인 경우에는 DSP 공정이 거의 적용이 안된다고 생각하시면 됩니다. 이 과정에서는 의약품으로 사용하게 될 목표물을 선별적으로 잡아낼 수 있는 Resin이라고 하는 물질을 사용하여 진행하게 됩니다.

 

4. Filtration

Filtration, 즉 여과과정은 바이오의약품 공정에 있어서 아무리 강조해도 부족함이 없는 매우 중요한 step 중에 하나입니다. 사실 여과는 단일 공정으로 칭하기보다는 그 상황마다 필요한 경우에는 여과 과정으로 꼭 넣어주는 것이 좋습니다. 이러한 여과의 목적은 혹시나 섞여 있을지 모르는 오염물질, 불순물 등을 filter를 통해 제거하는 단계입니다. Harvest, Upstream, Downstream 모두 중간중간 공정을 진행하면서 필요한 경우에는 여과를 통해 불순물 혹은 오염원에 노출이 되지 않도록 특별히 관리를 하면서 진행하게 됩니다.

 

5. Formulation (제형)

제형은 사실 바이오의약품보다는 화학합성의약품에서 더 다양한 종류로 개발 혹은 만들어지고 있습니다. 하지만 바이오의약품 역시 이러한 제형에 대한 연구를 통해서 약물을 안정적이고 효과적으로 환자에게 전달하기 위한 최적의 약물 형태로 만드는 과정을 포함하고 있습니다. 이 과정은 약물의 물리적, 화학적 특성, 안정성, 용해도 등을 고려하여 최적의 제형을 찾아내는 것을 목표로 합니다.

 

6. Quality Control (Q.C)

여러분이 흔히 알고 계시는 Q.C입니다. Q.C는 Downstream까지 완료하여 의약품으로 사용하게 될 단백질이나 물질을 깨끗하게 분리하였다면, 이 깨끗한 물질이 정말 깨끗한지에 대한 평가를 하는 단계입니다. 아무리 정제를 통해 즉 Downstream 공정에서 깨끗하게 선별하였다고 해도 공정 진행 중 어떠한 이유든지 오염원에 노출이 될 수 있고, 혹은 정제 공정이 완벽하게 working 하지 않아 필요하지 않은 불순물이 제거되지 않고 남아 있을 수도 있습니다. 이러한 것들을 검증하고 평가하여 정말 의약품으로 사용해도 되는지를 검사하는 단계가 바로 Quality Control입니다. 여러 가지 분석법을 활용하여 이 약품의 안정성과 유효성 등을 확인합니다.

 

7. Quality Assurance (Q.A)

Q.C까지 검증이 끝난 의약품은 이제 출하, 즉 release 하게 되는데 그전에 이 의약품을 만든 공정이 전반적으로 잘 진행이 되었는지, 이상은 없는지 전체의 공정을 검사하는 것입니다. 의약품을 제조하면서 기록하는 제조기록서, 그리고 제조소의 관리 상태, Q.C 시험항목의 이상여부 등 모든 과정을 하나씩 점검하여 정말 이상이 없는지를 최종적으로 확인하는 단계라고 생각하시면 됩니다.

 

 

오늘 글에서는 바이오의약품 제조 공정에서 많이 사용되는 7개의 용어에 대해서 간략하게 설명하는 글을 적어보았습니다. 많이 보신 용어들도 있을 것이고 그렇지 않은 용어들도 있으실 텐데 참고하셔서 뉴스기사나 어떤 바이오 관련된 내용을 보시면 많은 도움이 되실 것으로 생각됩니다.