지난 11월에는 미국 뉴저지에서 열린 KASBP(재미한인약학자협회, 15-16일)에 이어, 일본 요코하마에 있는 이화학연구소(리켄)의 스기야마 특별연구실 (29일)에 다녀 왔다. 그 과정에서 배운 것 두 가지를 소개한다.

1. 신약개발 비용이 9년마다 2배로 늘어났다.
KASBP에서의 한 발표에 의하면 1950~2010년까지 신약개발에 소요되는 비용(물가 보정 후)이 매 9년마다 두 배로 늘어났다고 한다. 그 동안 조합화학 발전에 의해 케미칼 라이브러리가 획기적으로 증가하고, DNA시퀀싱에 의해 새로운 타겟이 발견되었으며, X-레이 크리스탈로그래피 발전으로 인해 타겟의 구조 결정 능력이 50년 전보다 1,000배나 빨라졌고, 단백질 구조 데이터베이스가 25년 전에 비해 300배 늘어 났으며, HTS에 의해 타겟 테스트 비용이 10분의 1로 줄어들었을 뿐만 아니라, 각종 기술(컴퓨터를 이용한 약물 설계, 검색 기술 및 유전변형 마우스 기술)이 발명되고 질병에 관한 지식(질병 기전, 새로운 약물 타겟, 바이오마커 등에 대한)이 진보한 사실을 생각하면, 의외의 결과라 아니 할 수 없다. 아마 이는 1960년대의 탈리도마이드 비극 이후, 안전성에 대한 사회적 요구 수준이 높아진 데 따른 것일 것이다. 

 1987~2011년까지의 25년간 FDA가 승인한 신물질 신약(NME, new molecular entity)은 first-in-class, advance-in-class 및 addition-to-class를 모두 합쳐 645개이다. 흥미로운 것은 매년 승인되는 신약의 개수는 줄고 있지만 first-in-class 신약 갯수는 매년 8개로 일정하다는 사실이다. 그 결과 전체 신약 중 first-in-class 신약이 차지하는 비중은 해마다 증가하고 있다. 예컨대 1987~2001년까지의 15년간에는 27%를 차지했으나 2002~2011년까지 10년간에는 39%를 차지하였다. 신물질 신약의 55%는 미국의 25개 큰 제약회사가 개발한 것이지만, 나머지45%는 작은 회사들이 개발한 것이다. 작은 회사들이 개발한 신물질 신약은 first-in-class 신약의 53%나 차지하였다. 작은 회사 파이팅! 글로벌화를 시도하는 우리나라 제약계에 시사하는 바가 있어 보였다.

2. 모델링과 시뮬레이션이 중요하다
일본약학회의 의약화학부회가 발간하는 Medichem News(23, May 2013)의 표지에는 나의 35년 지기(知己)인 스기야마 박사의 연구 주제가 소개되어 있다. 그 일부를 옮긴다. 

요즘 미국 FDA를 중심으로, 생리학적약물속도론 모델(PBPK모델)을 사용하여 약물동태를 예측하고, 이로부터 임상시험의 필요성 여부를 판단하거나, 투여량을 설정하고자 하는 움직임이 있다.

이 모델은 약물간 상호작용, 노인, 어린이, 신장해시 또는 간장해시의 약물동태 및 약효를 예측하는 데에도 활용할 수 있다. 사실 신약개발 시 다양한 환자 측의 인자 모두를 반영한 임상시험을 하라고 하면, 신약개발은 거의 불가능해진다. 그래서 모델링과 시뮬레이션 기법이 급속히 발전하게 된 것이다.  

PBPK 모델은 이미 50년 전에 미국의 연구자가 제시한 아이디어로, 인체에 투여된 의약품이 약효와 부작용을 나타내는 조직에 이행하기까지의 전 과정을, 생리해부학적 파라미터(조직부피, 혈류 등)와 생화학적 파라미터(혈중 및 조직 중의 단백과의 결합성, 생체막 투과성, 약물transporter 및 대사효소와 약물간의 상호작용 등)를 사용하여, 연립미분방정식으로 나타낸 것이다. 이 식에 “약의 투여량, 투여빈도, 투여경로”와 “환자의 병태, 생리적 상태(나이, 성, 간과 신장의 기능)” 정보를 입력하면, “약물의 혈중농도 및 조직중농도 추이”를 예측할 수 있게 된다. 따라서 이 모델은 장차 약물상호작용을 피할 수 있는 의약품, 개체차 및 병태에 의한 영향을 덜 받는 의약품, 치료역이 넓은 의약품을 개발하는 데에 활용될 수 있을 것이다.

여행은 언제나처럼 많은 것을 배우게 해 주었다.