신약개발 과정

코로나 19로 인하여 백신과 치료제 개발에 의약산업이 그 어느 때보다 분주하게 활동하고 있다.

신약과 백신 개발에 대한 관심이 높아지면서 신약의 개발에 대한 과정 중에서 임상실험의 기간을 두고 여러 가지 의견이 분분하다.

신약개발은 시간이 오래 걸리고 개발과정에서 많은 비용이 지출되고 성공확률도 낮으나 일단 성공을 하게 되면 독점력과 긴 생명력을 바탕으로 투자비용을 빠르게 회수할 수 있는 장점이 있다. 신약개발 과정에 대하여 알아보자.

여러 종류 약.임상시험결과 안정성과 효과가 입증된 약은 신약허가로 시판된다

 

신약이란

신약이란 의약품으로서 이미 허가된 의약품과는 화학구고 또는 본질 조성이 새로운 의약품 또는 기존의 체형과는 다른 형태의 의약품을 말한다.

신약개발은 기본적으로 새로운 의약품을 발견 또는 발명한다는 점에서 다른 산업과도 유사하지만 많은 임상단계와 고비용 및 고위험산업으로 진입 장벽이 높다는 특수한 성질들로 구분된다.

 

- 무엇을 치료할지 타겟을 설정하는 것이다.

가장 먼저 할 일은 어떤 기전을 이용해 어떤 약효를 끌어낼 것인지 설정하는 것이다. 즉, 약물의 타겟을 선정하는 것이다. 약물의 타겟은 크게 수용체, 효소, 수송단백질, 핵산이 있다.

표적 세포가 갖는 다양한 수용체에 약물이 결합하게 되면 신호를 전달해 원하는 작용을 유도할 수 있다. 또한 약물로 체내 효소의 활성을 저해하거나 핵산을 표적으로 세균이나 바이러스 증식을 억제하는 기전을 사용하기도 한다. 이처럼 타겟의 식별 및 특정한 검증이 가장 먼저 이루어진다.

 

- 약물 스크리닝

약물 스크리닝은 타겟과 반응하는 약물을 찾아내는 단계이다. 수많은 화합물을 약물 타겟과 반응시켜 원하는 약효를 보이는 약물을 골라내는 작업이 스크리닝 단계에서 이루어진다. 합성신약은 자동화를 통해 동시에 다수의 화합물의 약효를 빠르게 자동으로 검색하는 방법을 많이 이용한다. 최근 빅데이터와 AI기술을 이용해 스크리닝 단계의 소요 시간을 단축하고 있다.

- 후보 물질 선정

약물 스크리닝 과정에서 얻은 결과 중 유의미한 결과를 보이는 화합물을 발견했을 경우, 여러 번의 검증을 거친다. 이를 통해 화합물의 유효성이 입증되면 신약 후보 물질이라고 부르고 전임상 단계에 진입한다.

 

- 전임상

약물 스크리닝 단계에서 일반적으로 Cell 수준에서 화합물의 유효성을 확인한다. 하지만 체내에서 화합물은 여러 종류의 변형이 이루어지므로 화합물의 유효성이 체내에서도 동일할 것이라고 기대하기는 어렵다. 따라서 체내에서 약물의 유효성을 검증해야 하는데, 사람에게서 임상실험을 하기 전에 동물자료로 충분한 데이터를 얻는 과정을 전임상 또는 비임상 과정이라고 한다. 연구비용의 절감을 위해 매우 중요한 단계로 주로 약물의 유효성과 독성 시험을 위주로 진행한다. 약효가 나타나며 독성이 미미하다고 판단되면 약물은 임상 단계로 진입하게 된다.

 

- IND(약학 연구용 신약) : 임상시험 접수

임상시험계획 승인신청으로 전임상 자료 및 임상시험 계획서를 제출하는 절차이다. 사람을 대상으로 할 임상시험이 윤리적으로 설계되었는지, 또 신약의 안전성과 유효성을 적절히 평가할 수 있는지 판단한다. 이를 위해서 임상시험 진행 기관인 식품의약품안전처에 IND 신청을 해야 한다. 임상시험 심사는 규정상 30일이 소요되나 최근 사전검토제를 활용해 보완사항을 미리 점검받으면서 기간을 단축하고 있다.

 

- 임상 1상 : 건강한 사람에게서 안전성 먼저 시험

임상 1상은 전임상게서 얻은 후보 약물의 적절한 투여 용량을 이용해 인체에 저용량으로 투여하여 안전성을 평가한다. 약물의 체내 동태, 약리작용, 부작용 및 내약량(안전하게 투여할 수 있는 양) 등을 결정할 수 있다. 임상전문의가 임상시험을 모니터링하며 피험자는 건강한 사람이 대부분이나, 항암제는 환자도 피험자로 가능하다. 주로 20~80명의 피험자가 참여한다.

피험자가 첫 번째 투여 용량에 대해 좋은 내약성을 보이면 약물효과가 발현될 때까지 용량을 증가시킨다.

- 임상 2상 : 소규모환자에게 유효성과 용량 확인

임상 2상은 약물의 유효성을 확인하는 단계이다. 100~300명의 소규모환자를 대상으로 임상 3상에 진입하기 전 적정 용량 용법을 결정한다. 또한, 약물의 유효성을 확인하고 부작용을 평가한다. 보통 3~4가지 투여 용량을 설정하고 투여 용량별로 환자를 그룹화하여 시험을 진행해 적은 부작용과 독성을 가지면서 높은 유효성을 가진 용량을 선택한다. 대상 질환에 대한 전문가인 임상의사가 임상연구자로서 참여해야 한다.

 

- 임상 3상 : 대규모 환자에서 본격 임상실험

임상 3상은 수백~수천 명의 다수의 환자를 대상으로 한 약물의 유효성을 확증하는 단계로 가장 비용이 많이 들고 기간이 길다. 임상 2상에서 소규모의 환자를 대상으로 약물의 효능이 어느 정도 입증된 상태에서 더욱 확고한 증거를 수집하기 위해 시행된다. 비교대조군과 실험군을 설정하여 효능, 용법, 용량, 부작용의 데이터를 수집한다. 이후에 NDA 승인 신청에 필요한 안전성 및 유효성 데이터를 수집하고 시판 시에 사용될 약물 용량과 최종 제형을 선정한다.임상 전문가와 일반 의사도 참여하며 타 약물과 병용 시 생길 효과도 검증해야 한다.

 

- NDA (New Drug Application) : 신약 접수

신약 승인신청으로 약물을 시장에 출시하기 전 최종 단계이다. 임상 3상까지의 전임상, 임상 자료, 약동학, 독성학, 용량 등 자료들을 종합하여 식품의약품안전처에 제출한다. NDA를 위해 제약회사 내 RA 팀에서 GMP, 안전성 유효성 심사자료, 기준 시험법 등의 자료를 준비한다.

 

- 허가 및 시판

제약회사는 이미 임상실험 이전에 특허청에 물질 특허를 받는 경우가 대부분이고, 임상 3상까지 통과한 약물에 대한 식약처의 품목허가가 이루어지면 제약회사는 의약품의 판매가 가능해진다.

 

-시판 후 조사

의약품이 시판된 이후에도 일정 기간 개발 과정에서 나타나지 않은 약물 부작용을 확인하여 필요시 허가 사항에 반영하는 신약 재심사과정이다. 신약 시판 중 지속적으로 이루어지는 임상 연구 단계이자, 약물을 사용한 환자나 의료인들의 피드백을 통해 이상 반응이 수집된다. 이때 수집한 데이터를 이용하여 약물 작용 기전, 작용 범주, 새로운 적응증 확대 등의 연구를 진행할 수도 있다. 허가된 완제품의 새로운 적응증 추가 또는 함량 및 제형 변경, 투여경로 변경의 경우에 회사는 IND를 신청하여 비임상과 임상시험을 진행하여 새 NDA 자료를 허가 기관에 제출해야 한다.

 

최종적으로 신약 개발 단계에 대해 정리를 해보면 첫 번째로 신약 개발을 하기 위해서는 가정 먼저 무엇을 치료할 것인가에 대한 논의가 필요하다. 치료할 증상이 명확해지면 그 다음은 치료할 수 있는 화합물 후보군을 추리는 단계로 넘어가게 된다. 최종적으로 대표 화합물을 선발하게 된다. 이 화합물이 정말 약효가 있는지, 독성은 없는지 알아보기 위해 우선 세포실험과 동물실험을 진행한다. 이 단계에서 유효성과 안전성이 검증된다면 임상시험을 위한 접수를 하고 임상시험에 돌입한다. 임상 1상은 건강한 사람에게 안전성 시험을 하고, 2상에서는 소규모 환자에서 유효성과 용량 확인을 거치며, 3상에서는 대규모 환자에서 본격 임상시험을 하게 된다. 임상시험에서도 안전성과 유효성이 확보되었다면 드디어 신약으로서 접수한다. 식약처에서 신약 평가를 하고, 적절할 경우 신약 허가 및 시판이 가능해져서 환자에게로 갈 수 있게 된다. 여기에서 끝난 것이 아니라, 지속적으로 약물 부작용과 유효성을 검증하는 시판 후 약물 감시 활동이 시행된다.