유전자 편집: CRISPR Therapeutics vs. Beam Therapeutics

유전자 편집 열풍

Gene editing은 한동안 의학의 새로운 최전선으로 찬사를 받아 왔습니다. 투자자들의 최고 열기는 2020년 초에 있었으며, 그 이후 관련 주식은 냉각되었습니다. 시장 심리와 관계없이, 유전자 편집은 여전히 의료 및 제약 회사와 환자, 의사에게 큰 의미를 갖습니다.

두 주요 기업은 CRISPR Therapeutics와 Beam Therapeutics입니다. 투자 대상으로 선택한다면 어느 쪽이 좋을까요?

CRISPR 유전자 편집에 대한 빠른 개요

많은 질병이 결함이 있는 유전자로 인해 발생하며, 이는 장기나 생화학적 과정이 제대로 작동하지 않게 합니다. 이러한 질병은 치료가 매우 어렵습니다. 감염성 질병은 병원체를 제거함으로써 해결될 수 있지만, 세포 수준에서 DNA 자체를 바꿔야 하는 경우는 훨씬 더 복잡합니다.

오랫동안 유일한 해결책은 초기 배아 단계에서 유전자를 편집하는 것이라고 여겨졌습니다. 이는 한 개 혹은 수백 개의 줄기세포만을 대상으로 했습니다. 그러나 결함이 있는 세포에 새로운 기능성 유전자를 삽입하는 일은 무작위 삽입으로 인해 다른 유전체 부분을 손상시킬 위험이 있었습니다.

CRISPR-Cas9 시스템이 발견될 때까지 상황은 변하지 않았습니다. 이 시스템은 유전체의 특정 위치를 표적화할 수 있으며, 유전자를 제거하거나, 완전히 삭제하거나, 편집하는 등 분자생물학자들이 원하는 거의 모든 작업을 수행할 수 있습니다. 또한 새로운 유전 서열을 제어된 방식으로 삽입할 수도 있습니다.

이 발견은 모든 것을 바꾸었습니다. 이전 방법은 대부분의 환자에게 효율적이거나 안전하기에 너무 조잡했습니다. CRISPR는 분자생물학을 한 단계 끌어올려, 정밀하고 체내(in‑vivo) 유전자 편집을 반복 가능하고 예측 가능하게 만들었습니다.

다른 기술들도 등장했으며, 이들은 CRISPR보다 더 레이저처럼 정밀한 편집을 약속합니다 (Beam Therapeutics (BEAM ) 기술을 논의할 때 자세히 다룹니다).

출처: CRISPR Therapeutics

CRISPR Therapeutics 기술

CRISPR Therapeutics의 설립자 중 한 명은 CRISPR‑Cas9를 발견하고 2020년 노벨 화학상을 수상한 Emmanuel Charpentier입니다. 따라서 이 회사는 CRISPR 기반 유전자 편집 과학 분야에서 뛰어난 팀을 보유하고 있다고 볼 수 있습니다.

이 회사는 2013년에 Inception Genomics라는 이름으로 설립되었으며, 2016년에 상장했습니다.

그 기술은 CRISPR‑Cas9을 기반으로 하며, 유전체의 정확히 표적화된 구간을 편집할 수 있습니다. 이는 가장 많이 연구된 CRISPR 유전자 편집 기술이며, CRISPR‑Cas12나 Cas13과 같은 다른 기술도 존재합니다.

Beam Therapeutics 기술

이 회사는 2017년에 설립되었으며 “베이스 편집” 기술 개발에 집중하고 있습니다. 기술은 두 가지 구성 요소로 이루어집니다:

• 특정 DNA 구간을 표적화하는 CRISPR 단백질
• 유전자의 가장 작은 구성 요소인 염기를 변형시킬 수 있는 효소(예: “C”를 “T”로, “A”를 “G”로 변환)

이전 방법보다 더 정밀하지만, CRISPR‑Cas9과 마찬가지로 목표 DNA에 원치 않는 유전 서열이 삽입·삭제될 위험이 있습니다.

CRISPR‑Cas 시스템을 사용해 DNA 이중 나선을 열지 않기 때문에, 베이스 편집은 기존 CRISPR 유전자 편집보다 훨씬 정밀한 기술입니다.

“많은 기존 유전자 편집 방법이 ‘가위’처럼 유전체를 자르는 반면, 베이스 편집기는 ‘연필’처럼 유전체의 한 글자를 지우고 다시 쓰는 역할을 합니다.” – Giuseppe Ciaramella, Beam Therapeutics 사장 겸 CSO

치료 파이프라인

CRISPR Therapeutics 파이프라인

출처: CRISPR Therapeutics

혈액 질환

CRISPR Therapeutics는 베타‑지중증빈혈과 겸상 적혈구 질환(SCD) 두 가지 질환에서 가장 큰 진전을 이루었습니다.

이는 “ex‑vivo” 기술을 사용합니다: 환자의 줄기세포를 채취한 뒤 CRISPR‑Cas9으로 수정·복구하고 다시 체내에 주입합니다. 

두 치료제 모두 Vertex와 협력해 임상 시험 중이며, 2022년 6월 임상 시험 결과에 따르면 44명 중 42명의 베타‑지중증빈혈 환자가 수혈 없이 살아갔으며, 나머지 2명은 훨씬 적은 수혈만 필요했습니다.

겸상 적혈구 환자에서는 심각한 부작용이 발견되지 않았습니다. 베타‑지중증빈혈 환자 두 명에게는 심각한 부작용이 있었지만 이후 회복되었습니다.

전반적으로 CRISPR‑Cas9을 이용한 혈액 치료제는 성공적인 것으로 보이며, 치료 대상 질환이 생명을 위협하고 치료가 어려운 만큼 안전성 프로파일도 허용 가능한 수준입니다. 치료를 받은 환자의 경험은 이 팟캐스트에서 확인할 수 있습니다.

종양학

CRISPR Therapeutics의 또 다른 적용 분야는 암 치료입니다. 아이디어는 변형된 면역 세포를 이용해 암세포를 공격하는 것입니다. 기존에는 환자 자신의 세포를 유전적으로 변형하는 데 몇 주가 걸려, 환자의 급속히 악화되는 상태에 맞추기 어려웠습니다.

이에 회사는 미리 제조해 두고 모든 환자에게 적용 가능한 변형 세포를 개발 중입니다. 암세포를 표적화하는 방법 자체는 새롭지 않지만, 즉시 치료를 시작할 수 있다는 점이 혁신적입니다. 수백 명의 환자를 위한 배치를 한 번에 생산할 수 있다는 점도 비용과 복잡성을 크게 낮춥니다.

현재 파이프라인에는 8개의 후보 물질이 있으며, 그 중 2개는 이미 임상 시험 단계에 있습니다.

당뇨병

CRISPR Therapeutics는 ViaCyte와 협력해 제품을 개선하고 있습니다. ViaCyte는 1형 당뇨병 치료를 목표로 하고 있으며, 이 질환은 800만 명이 겪고 평생 인슐린 치료가 필요합니다.

현재 ViaCyte 설계는 평생 면역 억제 치료가 필요해 위험과 비용이 크게 늘어나며, 이는 시장 규모를 제한합니다.

CRISPR의 도움으로 ViaCyte는 이 솔루션을 1형 당뇨병에 대한 평생 치료법으로 전환하고자 합니다.

이와 같은 접근법은 특정 세포를 교체해야 하는 다른 질환에도 적용 가능성이 있습니다. 여기에는 2형 당뇨병(전 세계 인구의 6% 이상)뿐 아니라 간염, 간경변, 기타 퇴행성 질환도 포함됩니다.

In‑Vivo 기술

위의 3가지 적용 모두는 ex‑vivo 방식, 즉 실험실에서 세포를 수정한 뒤 환자에게 재주입하는 방법을 사용합니다. 그러나 근육 질환이나 폐 질환처럼 직접 체내에서 세포를 수정해야 하는 경우도 있습니다. 따라서 CRISPR Therapeutics는 ‘in‑vivo’ 기술을 개발 중이며, 이는 바이러스를 매개체로 하거나 mRNA 기술을 활용합니다( mRNA 백신과 유사).

이 기술은 Regeneron과 협력한 근이영양증 및 낭포성 섬유증, Bayer와 협력한 혈우병, 그리고 심혈관 질환 등 다양한 질환을 표적합니다.

장기적으로 CRISPR Therapeutics는 in‑vivo 기술을 핵심 제품이자 상업 전략의 중심으로 삼아 “가장 흔한 중증 단일 유전자 질환의 90%를 해결할 수”(35페이지 참고) 있을 것으로 기대합니다.

임상 시험

전반적으로 CRISPR 치료제는 큰 진전을 이루었습니다.

현재 혈액 치료제 상용화를 추진 중이며, 미국과 EU에서 최대 30,000명의 환자를 대상으로 할 수 있습니다. 승인은 보장되지 않지만, 2022년 여름에 발표된 데이터는 삶을 바꾸는 효능과 허용 가능한 안전성 프로파일을 보여줍니다. 최소한 중증 환자에게는 승인이 가능할 것으로 보입니다. 이는 CRISPR Therapeutics에 첫 제품 승인이 될 것이므로 주가에 강력한 촉매제가 될 것입니다.

추가 개선을 통해 이 시장을 166,000명, 혹은 in‑vivo 방법이 성공한다면 450,000명까지 확대할 수 있습니다 (프레젠테이션 8페이지 참고).

암 치료제 임상 시험은 아직 초기 단계이므로 결과를 예측하기 어렵습니다. 초기 데이터는 고무적입니다.

당뇨병 치료제는 2022년 2월 2일에 임상 시험에 진입했습니다. 아직 결과가 나오지 않아 판단하기 이르지만, 이 시험 결과가 2023년에 주가에 또 다른 강력한 촉매제가 될 수 있습니다.

Beam Therapeutics 파이프라인

Beam Therapeutics는 CRISPR Therapeutics보다 초기 단계에 있으며, 제조 시설이 2023년 말에야 가동될 예정입니다. 주요 초점은 CRISPR Therapeutics와 동일하게 혈액학, 종양학, 희귀 유전 질환입니다.

출처: Beam Therapeutics

혈액 질환

혈액학 분야에서는 겸상 적혈구 질환(BEAM‑101 치료제)을 목표로 하며, 이는 “단순” CRISPR‑Cas9 치료제보다 위험이 낮고 효율이 높아 더 높은 농도의 치료용 분자를 생산할 수 있을 것으로 기대됩니다.

또한 “ESCAPE” 기술(Engineered Stem Cell Antibody Paired Evasion)을 개발 중이며, 이는 현재 골수에서 결핍된 줄기세포를 교체하는 방법보다 훨씬 부드럽고 독성이 낮은 방법을 제공할 수 있습니다.

종양학 및 희귀 질환

종양학 제품(BEAM‑201)은 베이스 편집 기술의 정밀하고 제어된 특성 덕분에 기존 유전자 편집보다 강력한 결과를 기대합니다.

희귀 질환 제품(BEAM‑301 & 302)은 간 질환(당원 대사 장애)과 알파‑1 항트립신 결핍(AATD)(간·폐 질환 유발)에 초점을 맞추며, 두 치료제 모두 in‑vivo 방식으로 진행됩니다.

임상 시험

임상 연구는 이제 막 시작되었습니다. 혈액학 연구는 2023년에 확대될 예정이며, 종양학 연구도 2023년에 시작되고, 유전 질환 연구는 2024년에 시작될 예정입니다. 아직 결과를 예측하기는 이르지만, in‑vitro 및 동물 실험 결과는 고무적입니다.

재무 및 가치 평가

1. CRISPR Therapeutics

CRISPR Therapeutics의 기업 가치는 43억 달러이며, 2021년 1월 정점이었던 137억 달러에서 하락했습니다.

예를 들어, 2021년에 Vertex와의 협업으로 9억 1,200만 달러의 매출을 기록했으며, 같은 해 연구개발(R&D) 비용은 4억 3,800만 달러, 일반 관리비는 1억 200만 달러였습니다. 직원 수는 500명에 불과해 매우 효율적이고 혁신에 집중하고 있습니다.

회사는 약 20억 달러의 현금을 보유하고 있어 2024년까지 운영을 지속할 수 있을 것으로 보입니다. 큰 부채나 부채는 없으며, 제조 시설 임대료와 현재 운영 부채 정도만 존재합니다.

전반적으로 재무 상태는 건전하지만, 겸상 적혈구와 지중증빈혈 치료제가 빠르게 승인되지 않을 경우 추가 자금 조달이 필요할 수 있습니다. 이 점에서 2021년 고점 시점에 더 많은 자금을 확보했어야 했다는 평가가 있습니다.

2. Beam Therapeutics

Beam Therapeutics의 기업 가치는 34억 달러이며, 2021년 6월 정점이었던 80억 달러에서 하락했습니다.

현금 및 유동 자산은 11억 달러이며, 큰 부채는 없고 장기 임대와 현재 부채만 존재합니다.

지난 9개월간 협업 및 라이선스 수입은 4천만 달러였으나, 일반 비용 6천5백만 달러와 R&D 비용 2억 2천5백만 달러가 이를 크게 초과했습니다.

전반적으로 Beam Therapeutics의 재무는 더 위험합니다. 현금이 적고 제품으로부터 수익을 창출하기까지 거리가 멀며, 임상 시험도 이제 시작 단계이기 때문입니다. 임상 시험은 항상 비용이 많이 들기 때문에 기존 주주의 희석이 거의 불가피합니다. 희석을 피할 수 있는 유일한 방법은 Pfizer (PFE ) 와의 간·근육 질환 관련 계약이며, 향후 마일스톤 달성 시 7억 달러 이상의 추가 자금이 확보될 수 있습니다.

어느 쪽을 선택해야 할까요?

CRISPR Therapeutics는 제품이 상용화에 가까워지고, 초기 임상 결과가 양호하며, 현금 잔고가 크기 때문에 더 안전한 선택으로 보입니다. CRISPR‑Cas9을 발견한 창립자의 첫 번째 선점 효과와 ViaCyte와의 협업을 통해 거대한 당뇨병 시장에 진입할 수 있다는 점도 경쟁사와 차별화됩니다.

Beam Therapeutics는 보다 투기적인 주식입니다. 기술이 더 앞선 것으로 보이며, 장기적으로는 CRISPR Therapeutics의 제품에 강력한 경쟁자가 될 가능성이 있습니다. 그러나 이 기술적 우위가 실제 의료 효과나 가격 책정력으로 이어질지는 아직 미지수입니다. 따라서 최고의 기술이 최종 승자가 될 것이라 믿는 투자자에게는 Beam Therapeutics가 더 매력적일 수 있습니다.

두 회사 모두 장기적으로는 괜찮은 성과를 낼 가능성이 높으며, 개발 중인 제품들은 유전자 편집이 주류 의료 옵션이 되는 가장 큰 기회를 제공하고 있습니다.

하지만 Beam Therapeutics의 가치 평가는 CRISPR에 비해 너무 가깝고, 희석 위험이 높으며, 시장 진입까지 시간이 더 오래 걸리고(수년), 현금 잔고가 적고, 임상 시험도 덜 진행되었습니다.

이 차이를 고려할 때, CRISPR가 더 나은 투자 옵션으로 보이며, 비슷한 가격대에서 투자자는 더 큰 안전 마진과 수익성 및 자유 현금 흐름으로 가는 명확한 경로를 얻을 수 있습니다. 또한 CRISPR Therapeutics는 당뇨병 시장에 진출함으로써 선택의 폭이 더 넓습니다.