"뇟속 신비를 밝혀라"…미·중 대규모 프로젝트 가동

미국, '인간 뇌세포 지도' 생성 위한 'Brain Initiative 2.0 ' 개시
중국, 5년간 최소 7억 4600만달러 투입 '중국 뇌 프로젝트' 돌입
알츠하이머병 새 항체치료제 '레카네맙' 3상 공개 앞두고 학계 주목

뇌의 복잡한 메커니즘은 밝혀질 수 있을까.

미국과 중국이 뇌 연구의 지평을 넓히기 위한 발걸음이 빨라졌다.

한국바이오협회에 따르면 두 나라의 연구는 뇌가 어떻게 작동하는지, 질병이 어떻게 영향을 미치는지 등에 대한 연구를 통해 뇌 장애 치료에 대한 새로운 접근방식을 탐색하고 있다. 또 인지기능 담당 신경, 뇌 기능을 본딴 컴퓨팅 등에 연구 초점을 맞추고 있다.

먼저 미국은 3차원 형태의 '인간 뇌세포 지도' 만들기에 나선다. 지난 9월 22일 미국 국립보건원(NIH)은 뇌의 복잡한 메커니즘을 밝히기 위해 대규모 'Brain Initiative 2.0' 프로젝트 시작을 알렸다.

이 연구는 2000년 초 완성된 인간 유전체 염기서열 지도 'Human Genome Project'와 견줄만한 것으로 평가되고 있다.

'BRAIN(Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies) Initiative'는 뇟속 860억개의 세포와 세포간 형성하고 있는 조(trillions) 단위 연결망을 이해하기 위해 지난 2014년부터 시작됐다.

Brain Initiative 프로젝트 목표는 뇌세포 분포를 그린 '뇌 지도'를 통해 인간의 뇌가 어떻게 작동하는지, 질병이 어떻게 영향을 미치는지 등을 규명하는 데 있다. 이와 함게 뇌세포 유형 파악을 통해 뇌의 구성을 이해하고, 궁극적으로 뇌 장애치료에 대한 새로운 접근방식을 찾는다.

이번 'Brain Initiative 2.0'의 핵심도 숙원과제인 3차원 형태의 '인간 뇌세포 지도' 생성이다. 미국 NIH는 기존 프로젝트에 투자한 24억 달러에 이어 이번에 추가로 6억 달러 이상을 투자하며, 2026년까지 총 50억 달러를 지원한다.

이 프로젝트가 성공할 경우 뇌에 있는 모든 세포 형태와 이들이 어떻게 연계되는지, 질병 발생시 어떤 변화가 있는지, 연구 결과를 통해 우리가 할 수 있는 것은 무엇인지 등에 대한 실마리를 찾게 될 전망이다.

'중국 뇌 프로젝트(China Brain Project·CBP)'도 가동된다.

국제학술지 <SCIENCE>에 따르면 중국은 이미 CBP를 개시했으며, 향후 5년간 50억 위안(7억 4600만 달러)을 투자한다. 그러나 추가적으로 미국 뇌 연구나 EU 'Human Brain Project' 등과 같은 수준까지 지원 규모가 확대될 것이라는 예상이다.

중국의 뇌과학 연구는 당초 2016년 시작했지만 보류되다가, 2021년부터 예산을 확보해 집중적인 투자에 나선 것으로 알려졌다.

CBP는 ▲인지 기능을 담당하는 신경 ▲뇌 장애 진단 및 치료 ▲뇌 기능을 본딴 컴퓨팅 등 3개 영역에 중점을 둔다. 쥐보다 200배 큰 뇌를 가진 마카크원숭이를 대상으로 '뇌 지도'를 만드는 프로그램에 데이터를 제공하는 게 목표다.

비현실적이라는 비판을 받고 있는 미국·EU 프로젝트를 보완해 중국이 강점을 지닌 '활성화된 뉴런의 뇌 전체 3D 이미징·매핑' 기술을 활용한다. 뇌의 다양한 세포 유형을 이해하고 식별하기 위한 기초 데이터를 제공할 계획이다.

세계적으로 뇌 연구 뿐 아니라 뇌 질환 치료제 개발을 위한 도전도 계속되고 있다.

최근들어 신경과학 분야는 지속적으로 발전하고 있지만, 대부분의 신경·정신 질환은 뇌의 복잡한 메카니즘 때문에 근본 원인을 밝혀내지 못하고 있다. 실제로 시판중인 알츠하이머 약물은 근본 원인을 해결하는 게 아니라 증상 관리에 중점을 두고 있다.

약물 개발 현황을 살펴보면 지난 10년(2012∼2021)간 신경학 분야 신약은 54개가 출시됐다. 2020년에 629개였던 신경학 분야 신약 파이프라인은 2021년 616개로 소폭 감소했으며, 개발중인 616개 신경학 약물의 대부분은 알츠하이머병과 파킨슨병에 집중돼 있다.

신경학 분야 개발중인 약물은 대부분(77%) 합성의약품이며, 세포치료제·유전자치료제 등 차세대 바이오의약품(8%)은 큰 잠재력에 기대를 걸고 있다.

이같은 상황이지만 새 알츠하이머병 항체치료제에 대한 3상 결과 공개가 임박하면서 세계 학계가 설레고 있다.

지난해 미국 식품의약국(FDA) 허가 이후 약효 논란에 휩싸인 아두카누납(aducanumab)과는 달리 인지기능 감소 속도를 유의미하게 늦추는 항체치료제의 임상결과가 연내에 발표된다.

일본 에자이와 미국 바이오젠이 공동 개발 중인 알츠하이머병 항체치료제 레카네맙(lecanemab)은 임상 3상에서 인지능 감소 속도를 27% 감소시킨 것으로 알려졌다. 레카네맙은 초기 알츠하이머병 환자 1795명을 대상으로 18개월간 수행한 임상 3상 결과 인지능과 베타아밀로이드 단백질 수치 평가지표에서 통계적으로 의미있는 결과를 도출했다.

이 밖에 스위스 로슈는 간테네루맙(gantenerumab) 임상3상 결과를 금년말 공개하며, 미국 일라이릴리의 도나네맙(donanemab) 임상 결과도 내년에 발표될 예정이다.