신약 개발의 전체 과정
제약산업이 타 산업과 비교하여 가장 차별화되는 특징 중 하나는
신약 연구에 장기간 많은 비용을 투자해야 한다는 점입니다.
이에 따라 투자 여력이 있는 대형 제약사들과 그 외 많은 중소 제약사들 사이에 전략적 차이가 발생합니다.
또 하나의 중요한 특징은 Regulatory Science입니다.
신약 개발 과정에서 여러 단계의 임상 시험을 거쳐야 하며,
시판 승인 및 약가 승인을 받아야 합니다.
그리고 판매 이후에도 지속적으로 안전성과 유효성을 관리해야 합니다.
이러한 과정은 약가를 높여 정부 및 개인의 재정에 부담을 줄 수 있는
Financial Toxicity를 일으킬 수 있습니다.
그러나 이는 인류의 건강을 위한 안전한 선택이라는 점에서 그 특수성이 인정됩니다.
이 글에서는 신약 개발의 두 가지 주요 단계인 발견 단계(Discovery)와
개발 단계(Development)에 대해 자세히 알아보고,
각 단계에서 이루어지는 활동과 실사례를 통해 이해를 돕고자 합니다.
발견 단계 (Discovery)
1. 질병 타겟 설정
신약 개발의 첫 단계는 치료 가능성이 있는 질병 원인과 타겟을 규명하는 것입니다.
예를 들어, 알츠하이머병의 경우, 연구자들은 베타-아밀로이드 단백질이 질병의 주요 원인 중 하나라는 것을 발견했습니다.
이러한 타겟을 설정한 후, 이 단백질을 억제하거나 제거할 수 있는 새로운 물질을 찾는 연구가 시작됩니다.
2. 신약 후보물질 도출
타겟이 설정되면, 이에 작용할 수 있는 새로운 분자를 만들거나 기존의 분자 중에서 선택합니다.
이 과정에서는 구조변경 등 최적화(optimization) 과정을 통해
신약 후보물질(new drug candidate)을 선정합니다.
예를 들어, 항암제 개발에서는 세포 주기 조절 단백질인 CDK4/6을 타겟으로 하는 팔보시클립(palbociclib)이 발견되었습니다.
3. 전임상 시험
선정된 신약 후보물질은 동물 실험 등을 통해 광범위하게 시험됩니다.
안전성과 유효성을 확인하기 위해 쥐, 개, 원숭이 등 다양한 동물 모델에서 시험이 이루어집니다.
예를 들어, 혈액암 치료제인 글리벡(Gleevec)은 쥐를 대상으로 한 전임상 시험에서 우수한 결과를 보였습니다.
최근 들어 동물대체시험법이 강화되면서 전임상에서 동물을 사용하는 것은 많은 제한을 받고 있습니다.
동물대체시험법은 다르 글에서 말씀드리도록 하겠습니다.
이 블로그를 보시는 분들의 지적수준은 단언컨데 최상위 1% 이내입니다.
그럼 60% 이상 국민이 한번 쯤은 걸린다는 곤지름에 대해서는 아시나요?
개발 단계 (Development)
1. 임상시험 계획 승인
임상시험을 시작하기 전에 식약처 등 규제 기관으로부터 임상시험계획(IND)에 대한 승인을 받아야 합니다.
이 과정에서는 전임상 시험 결과와 임상시험 계획이 포함된 방대한 자료를 제출해야 합니다.
2. 제1상 임상시험
제1상 임상시험은 소규모(20명에서 100명)의 건강한 지원자를 대상으로 실시됩니다.
이 단계의 주요 목적은 의약품이 사람에게서 안전한지 여부를 확인하는 것입니다.
예를 들어, 에볼라 백신인 rVSV-ZEBOV는 제1상 임상시험에서 40명의 건강한 지원자를 대상으로 안전성을 검증했습니다.
3. 제2상 임상시험
제2상 임상시험은 치료 효과와 최적 용량(dose strength), 투약 방법(schedules)을 분석합니다.
이 단계에서는 실제 환자(약 100명에서 300명)를 대상으로 의약품의 유효성과 부작용을 평가합니다.
예를 들어, 암젠(Amgen)의 오스테오클래스트 억제제인 데노수맙(Denosumab)은
제2상 임상시험에서 뼈 손실을 효과적으로 줄이는 것으로 나타났습니다.
4. 제3상 임상시험
제3상 임상시험은 대규모 환자(1,000명에서 5,000명)를 대상으로 실시됩니다.
이 단계는 의약품의 안전성과 유효성 및 전체적인 benefit-risk 관계를 통계적으로 검증하는 중요한 단계입니다.
예를 들어, COVID-19 백신인 화이자(Pfizer)의 BNT162b2는
전 세계적으로 수만 명을 대상으로 한 제3상 임상시험에서 95%의 예방 효과를 보였습니다.
신약 승인 및 상용화
임상시험이 성공적으로 완료되면, 연구자는 방대한 데이터를 바탕으로 신약 승인 신청(NDA 또는 BLA)을 제출합니다.
승인 후에도 의약품의 품질 관리, 대량 생산 계획 등이 필요합니다.
신약 개발의 도전과 미래
신약 개발은 평균적으로 10년에서 15년이 소요되며,
비용은 8억 달러에서 13억 달러 이상이 듭니다.
5,000에서 10,000개의 화합물이 초기 연구개발(R&D) 파이프라인에 들어가지만,
결국 1개의 신약만이 승인받는 치열한 과정입니다.
예를 들어, HIV 치료제인 트루바다(Truvada)는 개발 초기 단계에서 수천 개의 화합물 중에서 선별되어
현재 전 세계적으로 HIV 예방 및 치료에 사용되고 있습니다.
신약 개발은 매우 어려운 과정이지만,
새로운 치료법을 통해 수많은 환자들의 삶을 변화시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
이 글이 이해와 영감을 주었기를 바랍니다.
이 정도로 몸풀기를 끝냈고,
다음 글에서는 좀더 프로페셔널한 내용을 살펴보겠습니다.