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의약품 개발의 新혁명

막 바로 인체 투여부터 한다?

이형기

2006-02-20 목록 보기

  • 이형기
  • 피츠버그의대 임상 약리학 교수
  • ‘FDA vs 식약청’ 저자
    前 조지타운의대 임상 약리학 교수
    前 FDA 객원의학자료심의요원 및 객원연구원

의약품 개발의 新혁명
막 바로 인체 투여부터 한다?

사람과 동물은 다르다

잘 알려진 것처럼 신약 개발은 십 수 년의 시간과 1조 원에 달하는 천문학적 투자가 요구되는 장기전이다. 성공 확률도 매우 낮아, 통상 만 개의 후보 물질 중 실제로 신약으로 허가를 받는 것은 하나 정도라고 알려져 있다.
요컨대, 가능성이 있다고 여겨지던 신물질 9천9백99개는 의약품으로 최종 허가를 받기 전에 새벽이슬처럼 잠깐 존재하다가, ‘언제 그랬냐’ 싶게 사람들의 관심에서 사라지고 마는 것이다.

이 과정에서 흔히 전임상(preclinical) 또는 인체를 직접 대상으로 하지 않기 때문에 비임상(nonclinical) 단계라고 알려진 광의의 동물실험 또는 체외 인체 장기/조직/세포 실험의 유용성이 종종 비판의 대상이 돼 왔다.

이러한 비판을 한마디로 요약하면, ‘사람은 동물과 다르다’는 것이다. 다시 말해, 아무리 다양하고 창의적인 동물실험을 실시하더라도 직접 사람에게 후보 물질을 투여하는 임상시험 하나만 못하다는 주장이다. 동물실험의 결과가 그대로 인체에서 재현되지 않기 때문에 생겨난 비판인 셈이다.

물론, 전임상 단계의 주 목적은 과연 신약 후보 물질이 과량으로 투여되더라도 안전성에 문제를 일으키지 않는지, 또 인체에서 관찰하기를 원하는 것과 비슷한 약리학적 효과가 동물에서도 나타나는지 알아내는 것이다.

그러나, 전술한 대로 동물과 인간의 안전성 양상이 항상 일치하지는 않는다. 특히 인체의 병태생리와 유사한 동물의 질병모델이 항상 존재하는 것은 아니므로 과연 후보물질이 인체에서 원하는 효과를 보일 것인지 예측하기란 매우 어렵다.
우울증 치료제와 같이 신경-정신계에 작용하는 약물의 경우는 더욱 어렵다. (예를 들어, 우울증에 걸린 마우스를 어떻게 만들어 낼 수 있을까?)

마이크로도즈의 기회

그래서, 나온 생각이 동물실험 등의 전임상 과정을 거치느라 괜히 돈과 시간을 낭비하지 말고, 아예 막 바로 인체에게 후보 물질을 먼저 투여해 보자는 것이다.
다시 말해, 괜히 애꿎은 동물들을 희생시켜 가면서, 그나마 인체에 대한 예측성도 떨어지는 동물실험을 하느라 부산떨지 말고, 후보 물질을 ‘직접’ 인체에 투여해 신약개발에 꼭 필요한 정보를 훨씬 더 일찍, 그리고 효과적으로 얻자는 생각이다.

요컨대, ‘잘 얻은 인체 정보 한 건이 동물실험 자료 열 박스 부럽지 않다’는 게 이러한 생각의 기본 관점이다.
어떻게 이것이 가능할 수 있을까? 학계, 특히 임상약리학 분야에서는 오래 전부터 이 문제를 해결할 수 있는 방법을 생각해 왔다. 그중 하나가 ‘극소량(microdose)’을 인체에게 투여하는 기법이다.

극소량 또는 마이크로도즈는 인체에서 약리학적 효과를 일으킨다고 믿어지는 용량의 백분의 일에 해당하는 매우 작은 용량이라고 정의된다. 따라서 마이크로도즈는 인체에서 긍정적 또는 부정적인 효과를 일으키지 않을 것으로 기대된다.

하지만, 마이크로도즈를 인체에 투여한 다음 혈액검사 등을 통해 혈중농도를 측정할 수는 있다. 또 역시 소량의 방사성 동위원소를 후보물질에 붙여서 투여한 뒤 감마 카운터기로 측정하면 실제로 인체의 어느 부분에 해당 물질이 집중 분포되는지도 알 수 있다.

몇 년 전만 하더라도 인체에 투여된 물질의 농도를 측정하는 게 만만치 않은 일이었고, 감도(sensitivity), 즉 얼마나 낮은 농도까지 측정할 수 있느냐 하는 것에도 한계가 있었다.

그러나, 분석화학과 관련 기술의 발달로 측정 단위가 어느새 나노(10의 마이너스 9승), 심지어는 피코(10의 마이너스 12승) 그램단위로 내려갔다.

그러더니, 흔히 핵자기공명장치라고 불리는 기기를 사용하면 이제는 펨토(10의 마이너스 15승), 더 나아가 아토(10의 마이너스 18승) 그램까지 측정할 수 있게 된다. 이쯤 되면 거의 분자 수준에서 물질의 갯수(?)를 세는 셈이다. 다시 말해, 극소량을 주더라도 물질의 농도를 측정하는 게 가능해 진 것이다.

미국 FDA 인체 직접 투여 허용?

이러한 관련 분야의 발달에 따라 지난 1월 미국 FDA는 극소량의 신약 후보 물질을 인체에 직접 투여해 실제로 해당 물질이 인체 내에서 어떻게 흡수, 분포, 대사, 소실되는지, 또 어떤 반응을 보이는지 조사할 수 있도록 허용할 방침이라고 밝혔다.
물론 이러한 지침이 아직 기안(draft) 단계이기 때문에 이것이 공식적인 미국 FDA의 정책이 될 것이라고 판단하기는 이르다.

그러나 분명히 변화가 발생하고 있는 것만큼은 사실이다. 벌써부터 이처럼 극소량을 사용하는 임상시험을 ‘0상 (Phase 0)’이라고 불러야 한다는 의견?
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