Filgrastim과 Lenograstim은 두 가지로 분류되는데, 첫 번째는 Escherichia coli와 같은 세균에서 생산되며, 두 번째는 Chinese hamster ovary cell에서 생산된다. 세균에서 생산되는 단백질은 세균 자체의 구조상 당단백질 합성에 제약이 있기 때문에 세균에서 생산되는 Filgrastim은 O-단백질의 당쇄화가 없다. Filgrastim과 Lenograstim의 물리적 특성은 pH와 온도 변화에 따라 조사되었는데, Filgrastim은 중합 현상이 높게 나타났다. 이 결과는 당쇄가 단백질의 안정성에 영향을 미친다는 것을 나타낸다. 그러므로 G-CSF의 당쇄화는 이 단백질의 안정성과 활성에 모두 영향을 준다고 볼 수 있다.
<h1>치료제 G-CSF</h1> <p>여러 종류의 재조합 G-CSF가 생산되고 있으나 크게 두 종류로 구별된다. 첫 번째는 Escherichia coli와 같이 세균에서 생산되는 것과 두 번째로 Chinese hamster ovary cell에서 생산되는 것이 있다. 세균에서 생산되는 것은 'Filgrastim'이라고 명명되고, Chinese hamster ovary cell에서 생산되는 것은 'Lenograstim'이라고 명명한다. 이들 두 종류의 가장 큰 차이점은 두 가지가 있다. 세균에서 생산되는 단백질은 세균은 진핵세포의 소포체나 골지체에서 일어나는 당쇄부가 기능이 없기 때문에 당단백질 합성에 제약이 있다. 따라서 Filgrastim은 사람의 G-CSF에 존재하는 O-glycosylation에 의한 당쇄가 존재하지 않는다. 이에 반해 Lenograstim은 Chinese hamster ovary cell에서 생산됨으로 사람의 G-CSF와 같이 O-glycosylation에 의한 당쇄가 있으며, 분자량 대비 당쇄의 비율이 약 \( 4 \% \) 로 사람의 G-CSF과 전혀 차이가 없다[2,10,22,25]. 두 번째의 차이점은 세균은 단백질 합성과정에서 첫 번째 아미노산 으로 진핵생물이 사용하지 않는 formylmethionine (fMet)을 사용하며, fMet은 합성된 단백질에 제거되지 않고 존재하게 된다. Filgrastim은 fMet이 G-CSF의 N-말단에 부가적으로 존재하여 174 개의 아미노산으로 구성되어 있는 것이 아니라 175개의 아미노산으로 구성되어 있다. 이 두 가지의 차이점 중에서 보다 논의가 심화되고 있는 것은 부가된 당쇄의 존재 여부로서 당쇄의 기능에 초점을 두고 있다. 당단백질의 당쇄 기능에 대해서는 다른 논문에서 보다 자세히 제공하기로 하고 여기서는 G-CSF의 당쇄 기능에 대해서만 설명하기로 한다.</p> <p>Filgrastim과 Lenograstim의 물리적 특성을 \( \mathrm{pH} \) 와 온도 변화에 따라 조사하였을 때 Filgrastim이 중합되는 경우가 높게 나타났으며, 이 결과는 당쇄가 당백질의 안정성에 작용을 한다는 것을 뜻한다. 또한 Filgrastim과 Lenograstim을 사람 혈청 내에서 일정 시간 반응을 시켰을 때 단백질 분해에 대한 저항성이 Lenograstim이 높게 나타났다. 이들 in vitro 실험 결과는 당쇄가 G-CSF의 in vivo에서의 안정성을 암시해 준다고 볼 수 있으며 구조분석의 실험결과도 이를 지지해 주고 있다. 그러나 이런 차이가 있음에도 불구하고 두 종류의 재조합 단백질은 세포 증식의 기능을 똑 같이 같고 있다. Filgrastim과 Lenograstim의 생물학적 활성의 차이가 논란이 되어 오고 있다. In vitro 호중구 세포 콜로니 형성 실험에서 Lenograstim이 약 16 배 적은 양으로도 Filgrastim 과 유사한 효과를 나타내며, 호중구 세포의 superoxide 생산 증가도 Lenograstim이 높은 것으로 보고 되었다[10]. In vivo 실험결과는 동물과 사람의 경우가 다소 차이가 있는 것으로 보고되어 있다. 동물의 경우 호중구 세포 수가 두 단백질 모두의 경우 비슷하여 활성의 차이가 없었으나, 사람의 경우 골수세포인 CD34+ 세포의 혈액으로의 이동성(mobilization)이 Lenograstim에 의해 높게 나타난 것으로 보고 되었다. 따라서 G-CSF의 당쇄는 이 단백질의 안정성 뿐만 아니라 활성에도 역할을 하는 것으로 여겨진다. 그러나 실험의 디자인에 따라 in vivo 실험 결과가 Filgrastim과 Lenograstim 두 단백질에서 달리 나타나는 경우가 있어 임상적 사용에 대한 국제적인 가이드 라인과 활성 검정에 대한 다국적 간 검정이 진행 중에 있다. 예로 현재 항암치료 후에 나타나는 neutropenia 치료를 위해서 유럽에서는 \( 150 \mu \mathrm{l} / \mathrm{kg} / \) day의 양으로 허가를 받아 시술하고 있으며, 일본에서는 \( 5 \mu \mathrm{g} / \mathrm{kg} / \mathrm{day} \) 양으로 시술하도록 규정되어 있다.</p>