별첨 4		세균 감염질환 분야 사전정보요청서

○ 과제번호 : 세균-1

사전정보 요청서(RFI) 작성 기초정보
연구과제(사업)명	[세균-1] 인간유래 장내유익균을 이용한 CDI 치료 및 재발예방 효과 확인연구
총연구기간	26.1.1.~27.12.31.(2년)	총연구비(1차년도 연구비)			188백만원(94백만원)
연구 배경	- 인구 고령화가 급속도로 진행되는 현상황을 대비하고 마이크로비옴을 이용한 치료제 개발 연구를 선도하고자, 2022년부터 2024년까지 3년간 C. difficile 감염병 치료 및 재발 예방효과가 있는 인간유래 장내유익균을 선발하는 내부연구*를 진행 *인간유래 장내유익균의 Clostridium difficile 감염 저해효과에 대한 시험관내 분석(‘22-’24) - 내부연구에서 개발한 동물모델을 활용하여 200여주를 대상으로 효과를 확인하여 2개 균주 및 항균효과가 있는 4개 균주를 선발하였고 후속연구를 통해 CDI치료제, 항균제로서의 개발 가능성을 확인하고자 함
연구 목표	- C. difficile 감염병 치료 및 재발 예방효과가 있는 후보균주 2개주에 대한 작용기전을 명확화하고 가능한 부작용을 확인하는 확증연구를 통해 후보균주의 효능을 명확화 하여 치료제로써의 가치를 확보하고자 함 - 항균효과가 확인된 후보균주 4개 균주에 대한 항균력을 명확화하고 해당 물질을 이용한 항균제품 개발 가능성을 확인
연구내용	[C. difficile 감염병 치료 및 재발 예방효과가 있는 후보균주 2개주] - LC-MS를 이용한 담즙산 대사력, 당대사력 등을 C. difficile과 심층 비교분석하고, 장내 환경 변화/유지력은 선행 연구를 통해 확보한 동물실험모델을 통해 확인 - 병원성 C. difficile 임상균주에 대한 germination 억제력 및 경쟁적 생장 제지력을 relative growth rate 측정을 통한 biological cost 계산 및 competition study를 통해 확인 [항균효과가 확인된 후보균주 4개주] - 장내유익균의 대사물(bacteriocin 등)을 분리정제하여 LC-MS를 통해 해당 물질이 식중독 유발균주에 대해 가지는 항균력을 확인 - 확인된 대사물의 열/pH 등에 대한 안정성을 확인하여 식품용기 첨가물 등으로의 제품화 가능성을 확인
혁신성 또는 연구필요성	- 아직 국내에서 신약허가 사례가 없지만, 미국 FDA에서의 희귀의약품 허가사례를 기반으로 소규모 벤처 및 학교와 연구소에서 연구가 활발히 진행중인 마이크로비옴 치료제 개발 연구를 선도 - 만성질환, 대사성질환 및 정신질환 등에 초점이 맞춰진 마이크로비옴 치료제 개발 연구를 장관 감염병 치료제 개발 연구로 확대
실행가능성 (수행계획)	- 지난 3년간 수행되었던 내부연구과제를 통해 발굴된 후보균주에서 확인된 효과를 다양한 방식으로 확증하기 위한 연구로, 실험방법 및 실험 모델이 확보되어 있고 경험이 축적되어 있어 실행가능성이 매우 높음
구체적 성과	- 내부연구과제를 통해 창출한 특허의 범위를 확대하고 확증실험을 통한 효과의 재확인을 통해 높은 가치를 가진 기술이전이 가능
요청정보	연구비 대비 제시된 연구목표 및 연구내용 등의 적절성 검토 연구 목표 및 내용에 반영되어야 할 최신 산업 및 기술 동향 제시된 연구목표 및 수행계획을 위한 구체화된 연구방법 기술 연구 수행 전반에 관한 제안
담당부서	약제내성연구과		문의처	ejyoon3@korea.kr

○ 과제번호 : 세균-2

사전정보 요청서(RFI) 작성 기초정보
연구과제(사업)명	[세균-2] PNA 유래 카바페넴 내성 아시네토박터 바우마니균 억제물질 전달체 개선 연구
총연구기간	26.1.1.~28.12.31.(3년)	총연구비(1차년도 연구비)			450백만원(150백만원)
연구 배경	다약제 내성으로 치료가 어려운 카바페넴 내성 A. buamannii를 유전자 발현 억제 기법으로 제어하기위해 이전 연구(‘23-’25년)를 통해 antisense PNA를 구축함 PNA의 효과적 작용을 위해 전달체가 중요한데 기존 CPP(Cell-Penetrating Peptides)는 특정 세균을 대상으로 하지 않고, 비특이 결합으로 고농도에서 독성 유발 가능 CPP는 종류 및 특성(전하, 구조 등)에 따라 PNA의 세포 내 전달 효율이 달라지며 CPP 개량을 통해 특이성을 높이고, 세포 독성을 낮출 수 있음
연구 목표	기 선발된 PNA 유래 카바페넴 내성 아시네토박터 바우마니균 억제물질의 전달체 개선 연구를 통해 유효성 및 안전성 증가
연구내용	○ 1차년도 (2026년) : 후보 CPP 시퀀스 스크리닝 - 문헌고찰, CPP DB를 통해 수집된 자료를 바탕으로 AI를 활용한 신규 서열의 펩타이드 디자인 ① 확보된 시퀀스 기반의 펩타이드 칩을 통한 스크리닝(약 18만개) * organic dye(FITC등) 염색된 세균 주요 막단백질 활용 ② 유효한 시퀀스를 합성후 이전 과제에서 선발된 antisense-PNA 결합 * MIC 측정등을 통해 세포투과에 의한 세균 사멸 가능성 확인 ○ 2차년도 (2027년) : 후보 CPP 기전 확인 및 시퀀스 개량 - 선발된 CPP의 채널 확인 및 안전성 및 투과성 증대 ① 선발된 CPP의 A. baumannii 주요 흡수 채널 확인 * 각종 채널 inhibitor (Sodium azide, CCCP등)를 처리하여 MIC 측정 * 유효한 CPP 대상 RNAseq등을 통한 주요 채널 파악 ② CPP 개량을 통해 주요 채널 결합력 및 투과성 증대 실험 ③ 세포주(HEp-2, A549)에 처리하여 세포독성(MTT등) 측정 ○ 3차년도 (2028년) : 선발된 CPP 효능 및 안전성 확인 - 선발된 CPP-PNA의 항균능, 유효성 확인 ① mRNA 억제능(RT-PCR), 단백질 억제능(Western blot) 확인 ② 다양한 MLST의 임상분리주 및 여러 균종에서의 유효성/특이성 확인 ③ 선발된 CPP-PNA의 안전성/유효성 확인 - 급성/아급성 독성 평가, 생체내(마우스 또는 누에)에서 효능 평가 시험
혁신성 또는 연구필요성	A. baumannii에 특이적이고 효과적인 CPP 및 채널에 대한 연구가 부족함 기존 과제에서 발굴한 CPP-PNA의 임상적용을 위해 안전성, 유효성이 증가된 CPP의 개발이 필요함
실행가능성 (수행계획)	- 이전 연구과제를 통해 CR-A. baumannii에 유효한 PNA가 선발되었고, antisense-PNA의 유효성 검증 기법이 이미 확립 되어있음
구체적 성과	- 논문 2편, 특허 1건 이상
요청정보	■ 최근 약물(ASO)등 전달체 관련 기술 동향 ① ASO기반의 항균 약물 전달체 추천 ② 상용화 되고 있는 ASO 전달체 동향 ■ 후보 CPP 스크리닝을 위한 타겟 제안 ① A. baumannii에서 주요 전달 채널 추천(4kDa이상 전달 가능) ② CPP전달에 활용 가능한 A. baumannii 주요 막단백질 추천 ■ 후보 CPP 안전성 스크리닝 기법 제안 ① 후보 CPP의 세포독성을 간편하고 일관성있게 스크리닝 가능한 기법 ② 세포독성 평가를 위한 세포주 가운데 (HEp-2, A549)이외 추천하는 세포주, 대조군(음성 및 양성) 추천 ■ 기타 실험 전반에 관한 사항 ① 연구 수행 전반에 관한 제안 또는 건의사항 ② ASO 기반의 항생제관련 연구동향 및 전망에 대한 의견
담당부서	약제내성연구과		문의처	ansehdcks@korea.kr

○ 과제번호 : 세균-3

사전정보 요청서(RFI) 작성 기초정보
연구과제(사업)명	[세균-3] 내성균 치료제 개발용 균주패널개발
총연구기간	26.1.1.~28.12.31.(3년)	총연구비(1차년도 연구비)			525백만원(175백만원)
연구 배경	○ 투자 대비 낮은 수익성으로 국내외 항생제 개발은 지속 감소하고 있어, 항생제를 공공재의 개념으로 이해하고 정부의 개발 지원이 필요함 ○ 미국 CDC-FDA의 경우 새로운 진단 기술 및 신약 개발등을 위해 약 7,900주의 다양한 내성균을 분양하고 있고, ○ 미국 NIAID에서 지원하는 ARLG(antimicrobial resistance leadership group)에서는 치료제 효능평가에 필요한 내성균을 1,600종 이상 보유하고 다양한 내성 프로파일을 가진 균주로 구성된 패널을 지원함 ○ 민간에서는 후보물질을 가지고 있더라도, 국내 다양한 임상균주를 확보하기 어려워 효능평가가 어려운 상황임 ○ 국가 감시 사업을 통해 수집된 대표성있는 임상분리 균주를 체계적으로 정리하여 제공 함으로써 관련 연구 활성화에 기여 하고자 함
연구 목표	○ 내성균 치료제 개발자에게 필요한 임상균주 패널 제작
연구내용	○ 내성균 치료제 개발에 필요한 in vitro 효능평가용 항생제 내성균 패널 제작 - 항생제 내성관련 연구자 및 치료제 개발사의 수요파악 * 필요한 균종, 내성(표현형 및 유전형), 균주관련 정보 - 주요 다제내성균 3종에 대한 균주 패널 제작 : (1년차) MRKP (2년차) MRPA (3년차) MRAB * 균종 우선순위, 주요 항생제 및 내성유전자는 전문가 자문을 통해 변경 가능 ○ (AST) 주요 내성에 대한 세분화된 MIC별 균주 선발 - Kor-GLASS 균주를 대상으로 다양한 내성패턴의 균주 선발 후 균주 재동정 및 MIC 패널을 활용한 MIC 재확인 ○ (Clone) 균주 subtype, clone 정보 분석 - MLST 분석 및 전장유전체 분석을 통한 다양한 국내 유행클론 선발 - 병원성 유전자(독소, 바이오필름 등) 분석 ○ (Resistance Genes) 균주별 내성유전자 종류 및 패턴 분석 - 주요 내성유전자 PCR 또는 전장유전체분석을 통한 종류, 특성 파악 ○ 균주패널의 활용을 위한 분양 체계 구성 - 국립보건연구원 국가병원체자원은행(NCCP)과 연계하여 균주 패널을 민간에서도 쉽게 활용할 수 있도록 제공
혁신성 또는 연구필요성	○ 국가감시체계를 통해 수집된 자원의 효율적인 활용과 민간에서 확보하기 어려운 다양한 임상균주 제공을 통한 관련 연구 활성화에 기여
실행가능성 (수행계획)	○ ‘16년부터 시행된 국가 항균제 내성균 조사사업(Kor-GLASS)을 통해 연간 1만주 이상의 다양한 임상분리 항생제 내성균 보유
구체적 성과	○ 균종별 패널 제작(3균종, 균종별 100주 이상) ○ 항생제 개발자들에게 다양한 타입의 최신 임상균주 패널 제공
요청정보	제시된 연구목표 및 연구내용 등의 적절성 검토 : 항생제 패널 필요성 및 균종별 균주 규모의 적정성 항생제 개발 동향 : 대상 균종 및 내성양상, 균주 특성 패널 제작이 필요한 균종 및 우선 순위 제시 : 균종별 필요한 내성표현형 및 유전형, 균주특성 포함 연구 수행 전반에 관하여 제안 또는 건의사항
담당부서	약제내성연구과		문의처	kanghy7734@korea.kr

○ 과제번호 : 세균-4

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연구과제(사업)명	[세균-4] AI를 이용한 호흡기 감염에서 항생제 내성예측 플랫폼 개발
총연구기간	26.4.1.~28.12.31.(3년)	총연구비(1차년도 연구비)			688백만원(188백만원)
연구 배경	- 빅데이터 기반의 항생제 사용량과 내성 발전 간 관계를 규명하고, 상병별 원인균의 내성 예측 모델을 개발함으로써 항생제 내성 검사 전 경험적 치료의 항생제 처방에 근거기반의 가이드를 제공할 수 있음.
연구 목표	- 빅데이터 기반 내성균 발현 예측 모델 개발
연구내용	- 연구네트워크 구축, 타겟 감염질환 선정 - 국가 및 병원에서 보유한 빅 데이터 수집, 데이터 정제 ※ 약제사용량 : 종류, 사용 빈도, 사용 기간, 사용 목적(예방, 치료 등) 등 포함 ※ 내성발생 : 다제내성균의 발생률 등을 포함하는 병원 및 국가자료 ※ 이환율 : 상병별 원인균 및 치료제 선택에 따른 예후분석 데이터를 각 참여병원으로부터 수집하여 정제 - 항생제 사용량과 내성 발생 간의 상관 관계 분석 ※ 시계열 분석 : 사용량과 내성균 발생의 시간적 변화 패턴 분석 등 ※ 내성균 발생 예측 모델을 개발하기 위해, 기계 학습 알고리즘(회귀 분석, 랜덤 포레스트 등)을 활용하여, 항생제 사용량, 사회적 요인, 병원 내 관리 시스템 등의 다양한 변수를 고려한 예측 모델 개발 - 빅데이터를 활용한 사용량과 내성 발생률, 치료효과 예측 모델 구축 ※ 균종별 항생제 내성율, 사용항생제 별 사망률(심평원) 및 이환율 데이터(각 병원 수집)를 함께 분석하여 치료효과 예측 모델을 구축 - 다양한 약제 사용 시나리오에 대한 내성 발생 시뮬레이션 및 특정 약제 사용량 증가가 내성균 발생에 미치는 영향 평가 - 모든 연구내용을 종합하여 상병/균종에 따른 내성율 예측 플랫폼 개발
혁신성 또는 연구필요성	- 국가적으로 축적된 방대한 양의 데이터를 모아 분석하여 빅데이터 기반의 분석 방안을 제시 - 오랜 경험에 의존하고 있는 경험적 항생제 치료의 근거를 최신의 데이터를 포함해 분석 및 제시하는 항생제 사용 가이드 플랫폼 개발 - 국가적 문제인 항생제 내성 문제를 해결하기 위해, 경험적 처방까지 아우르도록 국가적 관리 시스템을 확장하여 미래 항생제내성 문제에 대비하고 근거기반의 치료지침을 제시
실행가능성 (수행계획)	- 1-2차년(13개월): 데이터 수집 및 전처리, 시계열 분석 - 2-3차년(20개월): 기계 학습 모델 개발 및 예측 실험, 결과해석
구체적 성과	- 빅데이터를 활용한 공공 보건분야의 연구 모델을 구축하여, 향후 다른 감염병 및 항생제 내성 문제에 대한 유사 연구에 적용
요청정보	- 연구 목표 및 내용에 반영되어야 할 최신 산업 및 기술 동향 - 제시된 연구목표 및 수행계획을 위한 구체화된 연구방법 기술 - 본 연구 수행에 제안자(기관)가 기여할 수 있는 특장점 기술 - 연구 수행 전반에 관한 제안
담당부서	약제내성연구과		문의처	ejyoon3@korea.kr

○ 과제번호 : 세균-5

사전정보 요청서(RFI) 작성 기초정보
연구과제(사업)명	[세균-5] 박테리오파지 수용체 단백 데이터베이스 구축
총연구기간	3년	총연구비(1차년도 연구비)			825백만원(225백만원)
연구 배경	○ 최근 해외에서는 박테리오파지를 환자 맞춤형 치료제로 사용한 치료성공 사례가 다수 보고되고 있으나, 치료용 박테리오파지는 숙주 범위가 매우 좁아 대상 병원체 특이적 파지를 일일이 탐색, 분리하는 작업을 거치고 있음 ○ 박테리오파지와 세균 내 파지 수용체 단백의 정보를 데이터베이스화 한다면 감염체별 적합한 파지를 빠르게 탐색하거나 합성생물학을 기반으로 한 파지 재설계 기술을 통해 신속한 치료용 박테리오파지를 확보할 수 있음
연구 목표	○ 세균-파지 결합부위 구조 기반 박테리오파지 수용체 단백 데이터베이스 구축
연구내용	○ 세균-파지 결합부위의 유전자 및 아미노산 정보 확보 - 타겟병원체 선정 - 국내 임상상황을 고려한 숙주세균 선정 및 박테리오파지 확보 - 세균과 박테리오파지 결합부위의 유전자와 아미노산 서열 정보 확보 ○ 단백질 구조기반 상관관계 분석 - 박테리오파지의 파지수용체 부착 단백질(phage receptor binding protein)과 숙주세균의 파지수용체(phage receptor) 및 표면단백질(cell surface protein) 사이의 단백질 구조기반 상관관계 분석 ○ 데이터베이스 구축 및 예측모델 개발 - 파지 수용체 단백 데이터베이스 구축 및 수용체 단백질별 결합가능한 박테리오파지 예측모델 개발
혁신성 또는 연구필요성	○ 해외 맞춤형 파지치료 성공사례가 지속적으로 보고되고 있는 반면 국내 파지치료는 제도적 한계 등을 원인으로 도입하지 못하고 있지만, RBP 데이터베이스 개발 등 신규기술 개발을 통해 선진 연구그룹과의 격차를 줄일 수 있음 ○ 임상에서 문제가 되고 있는 다제내성균을 타겟으로 하는 박테리오파지를 데이터베이스를 통해 빠르게 확인할 수 있음
실행가능성 (수행계획)	○ 치료용 박테리오파지 개발을 위해 전장유전체 분석은 필수이며, 이를 통해 RBP에 대한 정보와 phage receptor의 정보를 수집할 수 있음 ○ 국제적으로 Phage RBP database 및 숙주 예측 모델에 대한 선행연구가 보고되고 있어, 확장성을 고려한 연구를 수행한다면 향후 난치성 다제내성균 감염에 대항하기 위한 다양한 박테리오파지 연구에 활용될 수 있음
구체적 성과	○ SCIE 논문(JCR 분야별 상위 10% 이내) 2편 ○ 파지 수용체 단백 데이터베이스 구축 ○ 박테리오파지 내성발현 세균 및 적합한 파지 확보가 어려운 감염체를 대상으로 한 용원성 파지 및 데이터 확보
요청정보	○ 제시된 연구목표 및 연구내용 등의 적절성 검토 - 연구목표 및 내용의 적절성, 성공 가능성 검토 ○ 연구 목표 및 내용에 반영되어야 할 최신 산업 및 기술 동향 - 맞춤형 파지치료를 위한 신속 파지 스크리닝 기술 개발 동향 - 세균-파지 결합부위와 관련된 데이터베이스 개발 현황 ○ 제시된 연구목표 및 수행계획을 위한 구체화된 연구방법 기술 ○ 연구 수행 전반에 관하여 제안 또는 건의사항
담당부서	약제내성연구과		문의처	nash8090@korea.kr

○ 과제번호 : 세균-6

사전정보 요청서(RFI) 작성 기초정보
연구과제(사업)명	[세균-6] 다제내성균 치료를 위한 신규 항생제 강화물질 개발
총연구기간	26.4.1.~28.12.31.(3년)	총연구비(1차년도 연구비)			825백만원(225백만원)
연구 배경	○ 신규 항생제 개발이 줄어들면서 기존 항생제의 효력을 증진시키는 효능 강화물질* 개발이 주목받고 있음. 기존 항생제의 수명을 연장하고, 의료현장에서의 다제내성균 치료가능성 증대 및 항생제의 사용감소에 따른 내성확산 억제, 질병부담 감소 효과를 기대할 수 는 등 잇점이 있음 * 내성억제물질, 항균활성 증진물질 등이 있으며, 최근 비임상에서 많이 연구되는 것은 MOA로 직접적으로 membrane을 타겟으로 하는 물질임(28%) ○ 현재 개발되고 있는 효능 강화물질은 β-lactamase inhibitors에만 집중되어 있으나 새로운 작용점과 작용기전을 가지는 물질에 대한 연구가 필요함
연구 목표	○ 새로운 작용점과 작용기전을 가지는 항생제 효력 강화물질 발굴 및 IND 승인을 위한 전략수립
연구내용	○ 다제내성균 치료에 사용되는 기존 항생제의 내성기작 억제 또는 항균활성 강화를 통한 항생제 효능 강화약물* 탐색 * Direct membrane effector, efflux pump inhibitor, biofilm formation inhibitor 등 antibiotic adjuvants/potentiators (β-lactamase inhibitors 이외 새로운 작용점, 기전을 가지는 물질) - 법정 다제내성균 6종 및 임상에서 치료제가 부족한 병원체 중 대상 선정 * VRSA, VRE, MRSA, MRPA, MRAB, CRE 등 - 항생제 효능 강화 유효물질 탐색을 위한 라이브러리 및 스크리닝 시스템 구축 * 타겟 병원체 및 감염증, 기존 항생제의 투여경로 등을 고려하여 물질 탐색 - 라이브러리 스크리닝 및 유도체 탐색을 통한 유효물질 발굴 * 기보유 유효물질 연구시 유효성에 대한 충분한 근거 제시하여 발주부서와 논의 후 결정 ○ 유효물질의 시험관 내 항생제 강화활성 및 안전성 평가 - 시험관 내 표적세균에 대한 항생제 강화활성 및 세포독성 평가 - 질환모델 세포주에서 항생제 강화활성 및 염증반응 분석 ○ 구조-활성 상관성(SAR) 기반 물질구조 최적화 - 최적의 항생제 강화효과 및 안전성 확보를 위한 물질 구조분석 - 항생제 강화효과 증대 또는 안전성 개선을 위한 구조 최적화 * 최종 유효물질 3종 이상 발굴 ○ 동물감염 모델 기반 항생제 강화효과 및 안전성 평가 - 실험동물을 이용한 다제내성균 감염 모델 구축 - 유효물질의 생체 내 효능평가, 안전성 평가 - 선도물질 도출(1종 이상) ○ 선도물질의 항생제 효능 강화 작용점 및 작용기전 분석 ○ IND 승인을 위한 전략수립
혁신성 또는 연구필요성	○ 새로운 항생제 개발이 더딘 상황에서 항생제 강화물질 개발은 기존 항생제의 수명을 연장시키고 내성확산을 억제할 수 있음
실행가능성 (수행계획)	○ 대표적 항생제 강화물질인 베타락탐 분해효소 억제제를 베타락탐계 약물과 병합하여 사용하는 항생제는 이미 다양하게 사용중임 * amoxicillin/clavulanic acid, ampicillin/sulbactam, ceftolozane/tazobactam 등 ○ 새로운 계열의 항생제 개발이 어려움에 따라 글로벌 제약사들 또한 항생제 강화물질(보조물질) 개발을 추진하는 동향을 보이고 있음
구체적 성과	○ 신규타겟 항생제 강화제 선도물질 발굴 ○ SCI 논문 2편, 특허 1건 이상
요청정보	○ 제시된 연구목표 및 연구내용 등의 적절성 검토 - 연구목표 및 내용의 적절성, 성공 가능성 검토 ○ 최신 항생제 강화물질 개발 산업 및 기술 동향 - β-lactamase inhibitors 외 항생제 강화물질 개발 동향 ○ 제시된 연구목표 및 수행계획을 위한 구체화된 연구방법 기술 - 신규 항생제 강화물질 개발이 가능한 타겟과 물질개발 방법 ○ 본 연구 수행에 제안자(기관)가 기여할 수 있는 특장점 기술 ○ 연구 수행 전반에 관하여 제안 또는 건의사항
담당부서	약제내성연구과		문의처	nash8090@korea.kr