과학자가 내놓은 신약 개발 계획 아이디어의 5% 만이 관리부서로부터 예산을 지원받는다. 이 중에서 2% 만이 FDA의 승인을 받는 약을 만들어낸다. 신약을 발견하는 건 너무 어려운 일이라 사실 제약 산업계를 위기로 몰고 가기도 했다.
대형 제약회사는 새로운 약을 개발하는데 필요한 막대한 연구비와 - FDA 승인을 받는 약 하나를 만드는 데는 평균 15억 달러가 들고 14년이 걸린다 - 이런 노력에도 대부분이 유용한 약을 만들어내지 못한다는 분통 터지는 사실 때문에 갈수록 절망스러워하고 있다. 최근 화이자 경영진은 내게 신약 개발 산업에서 손을 완전히 떼는 것을 고려하고 있다고 말했다. 그 대신 신약 매입 산업을 하고 싶다고 했다. 다른 사람들이 만든 약을 사는 게 낫다는 것이다.
신약 개발에 가장 역사가 깊고, 능력이 뛰어나고, 가장 부유한 제약회사 중 한 곳이 -사실 세상에서 가장 큰 제약회사다 - 다른 곳에 떠넘겨 버리고 싶을 정도로 어려운 일이다.
······ 신약 사냥이 - 적어도 지금까지는 - 괴로울 정도로 어렵다는 사실과 관련되어 있다. 현대의 신약 개발 방법이 결정적인 지점에서 네안데르탈인이 황야를 배회하던 때와 마찬가지로 시행착오를 이용한 스크리닝에 의존하고 있기 때문이다. 우리는 아직 그토록 갈망하는 유익한 분자를 합리적인 방법으로 찾을 수 있게 해주는 이론이나 원리를 손에 쥘 수 있을 정도로 인간의 몸에 관해 충분히 알고 있지 않다.
······ 아무렇게나 고른 이파리나 뿌리나 열매를 먹는다면, 대부분 탈이 난다. 30만 가지의 식물 종 중 오직 5퍼센트만이 먹을 수 있다. 전 세계 식량의 75퍼센트는 식물 12종과 동물 5종에서 나온다. 오늘날 식물에서 새로운 약을 발견하는 일은 극도로 드물다. 세계의 풍부한 식물을 너무나 철저하게 채집해서 살펴보고 조사했기 때문이다
왜 동물보다 식물에 약효가 있는 유용한 물질이 이렇게 많은 걸까? 확실히는 알지 못한다. 그러나 수억 년 동안 곤충으로부터 자신을 방어 해온 식물의 면역체계가 대단히 폭넓은 침입자 곤충을 물리치거나 상처를 입히거나 죽이기 위해 눈부실 정도로 다양한 물질을 만들어냈다는 이론이 있다. 이런 방어용 화학물질(식물학자들은 식물독소라고 부른다)은 고도의 생리활성을 지니고 있다. 곤충의 생리에 영향을 끼치거나 해칠 목적으로 만들었기 때문이다. 인간의 생리는 풍뎅이나 나방의 생리보다 훨씬 더 복잡하지만, 우리 몸은 여전히 똑같은 기초 생화학 원리를 공유하고 있다. 따라서 특정 식물 독소가 우리 몸 안에서는 곤충의 몸 안에 있을 때와 똑같은 효과를 내지 못한다고 해도, 인간의 생리 과정 안에서 모종의 효과를 낼 수는 있다,
판도를 바꾸는 약은 GM이 쉐보레 볼트를 설계하거나 스티브 잡스가 아이폰을 만드는 방식, 혹은 사회를 바꾸는 대부분의 소비자 제품을 만드는 방식으로 개발되는 경우가 거의 없다. 스티브 잡스는 자신의 공학자들에게 이렇게 말할 수 있었다. "가서 평평한 판 모양에 터치스크린이 있고 애플 소프트웨어가 돌아가는 새로운 컴퓨터를 만들어 와." 그러면 그 사람들이 그걸 만들어 오리라고 기대할 수 있다. 그러나 디즈니는 영화제작팀에게 확신을 갖고 이렇게 말할 수 없다. "가서 사람들을 웃고, 울고, 즐겁게 만드는 영화를 만들어 와." 이와 비슷하게, 제약회사는 바라는 대로 작용하는 약을 얻게 될 거라고 결코 확신할 수 없다.
그 이유는 심오하면서도 단순하다. 열정이 넘치는 신약 사냥꾼이 아이디어를 제품으로 만들도록 안내해줄 수 있는 과학 법칙이나 공학 원리, 혹은 수학 법칙 같은 것이 아직 명확하지 않기 때문이다.
신약 사냥 과정의 여러 다른 요소를 좀 더 효울적으로 만들어준 발전이 - 수용체 이론, 합리적 설계, 재조합DNA 기술, 약물 동약학 시험(섭취에서 배출까지 몸이 약을 어떻게 처리하는지 평가하는 것), 형질전환 동물 질병 모형(사람 대신 동물에게 약을 시험하기 위해 인간 질병의 일부 측면을 모사할 수 있도록 동물의 유전자를 조작하는 것), 대량 처리 스크리닝(수천 가지 화합물을 빠르게 평가하는 기술), 조합 화학(시험용으로 쓰기 위해 단일한 과정으로 수천, 혹은 수백만 가지 서로 다른 화학물질을 만드는 기술) 등 - 많았지만, 이들은 신약을 만드는 데 필요한 청사진이라기보다는 아이맥스 영사기나 입체 음향, 발전된 컴퓨터그래픽에 더 가깝다.
변합없는 신약 개발의 어려움은 아직도 의약품의 가격이 비싼 가장 큰 이유다. 제약산업은 자동차나 컴퓨터, 가전제품 같은 다른 기술 기반 산업보다 연구개발비가 훨씬 많이 든다. 대형 제약회사의 제품 개발 시도 중 아주 많은 수가, 때로는 수십억 달러를 쓴 뒤에도, 결국 꽝이 된다는 점이 한 가지 이유다.
또 다른 이유는 약의 안전을 보장하기 위해 만든 엄격하고 폭넓은 FDA 규정을 지키는 데 드는 비용이 상당하다는 점이다. 게다가 특허법과 신약 개발 과정에 걸리는 오랜 시간 때문에 약은 시장에서 독점적인 지위를 상대적으로 짧게(때때로 10년 이하)누린다. 따라서 한정된 시간 안에 수익을 얻을 수 있을 만큼 얻어야 한다. FDA 규정의 큰 영향력과 짧은 특허 보호 기간이 있다고 해도, 만약 제약회사가 자동차나 가전제품 제조사가 누리는 공학적 명료함과 안정성에 기댈 수만 있다면, 약의 가격은 분명히 극적으로 떨어질 것이다. 그러지 못하기 때문에 대형 제약회사는 수많은 실패작에 들어간 막대한 비용을 상쇄하기 위해 성공한 몇 가지 약의 가격을 비싸게 매긴다.
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1991년 알프스 산맥 빙하에서 기원전 3,300년 경의 남자였던 미라 ‘아이스맨 외치’가 발견됐다. 과학자들은 ‘외치’의 내장에서 편충에 감염된 흔적을 발견함과 동시에 그가 가죽끈으로 묶어 지니고 다니던 소지품 중에 자작나무 버섯을 찾아냈다. 자작나무 버섯은 편충을 치료하는 성분을 가지고 있는, 가장 오래된 의약품 키트였다. ‘외치’의 버섯에는 약을 찾는 인류의 노력에 관한 단순하고도 확고한 진실이 담겨 있다. 인류는 선사시대부터 동·식물에서 약을 찾아내기 위해 헤매고 다녔으며, 이들 약 탐험가는 혁신적인 아이디어를 떠올려 약을 만들어냈다기보다 여러 시행착오를 거치며 ‘운’으로 약을 발견했다는 점이다.
대형 제약회사의 엄청난 노력에도 불구하고 21세기에도 신약을 찾는 근본적인 기술은 5,000년 전과 똑같다. 끈질기게, 헤아릴 수 없을 정도로 다양한 화합물을 조사하고 그중 하나라도 효과가 있길 바라는 것은 과거나 현재나 마찬가지이기 때문이다. 대형 제약회사가 신약을 개발하는 데 평균 15억 달러를 투자하고 14년의 세월을 쏟는다는 통계는 신약 개발이 얼마나 어려운 일인지를 잘 보여준다. 신약 개발이 성공할 확률은 불과 0.1%다. 페니실린, 아스피린, 인슐린 등 인류의 운명을 바꾼 약들은 그런 어려운 연구 과정을 거쳐서 실용화된 ‘꿈의 약’이다.
20세기에 수많은 사람의 목숨을 구한 페니실린은 알렉산더 플레밍이 우연한 계기로 발견한 물질이었다. 플레밍은 황색포도상구균을 양분이 담긴 접시 위에서 기르는 한천배지 방식으로 연구하고 있었는데, 우연히 연구실 창문을 열어놓고 나갔다가 돌아와 보니 접시 안에 곰팡이가 자라고 있는 것을 발견했다. 침입해 온 곰팡이 주변에서는 황색포도상구균이 자라지 못하고 있는 것을 발견한 그는 연구 끝에 이 곰팡이가 다양한 병원성 세균을 소멸시키는 것을 확인해 ‘페니실린’이라는 이름을 붙였다.
괴혈병 치료법을 발견한 것도 시행착오와 운의 산물이었다. 18세기에는 괴혈병을 일으키는 원인을 전혀 몰랐다. 단순히 부패하는 질병이니 황산 같은 산으로 치료하는 게 가장 낫다고 생각할 뿐이었다. 스코틀랜드 의사인 제임스 린드는 괴혈병에 걸린 선원들에게 다양한 산을 주고 결과를 평가하기로 했다. 실험 결과 감귤류를 처방받은 선원은 완전히 회복했지만 다른 집단은 전혀 회복하지 못했고, 훗날 비타민C가 괴혈병을 치료할 수 있다는 사실이 발견됐다.
인도의 의사들은 특정 환자의 오줌에 개미가 꼬인다는 사실을 알아챘다. (주석)당뇨는 '달콤한 오줌'이라는 뜻이므로 20세기 전에 당뇨병을 확인하기 위해 어떤 실험을 했는지는 어렵지 않게 떠올릴 수 있을 것이다. 오줌의 맛을 본 다는 건 역겹게 들리고 잠재적으로 위험하기도 하지만, 현재의 생화학 도구가 개발되기 전에는 환자의 오줌을 혀로 찍어보는 일이 흔하기도 하고 유용하기도 했다. 초창기 과학자들은 오늘날의 기분으로 무모하거나 위험한 일을 많이 했다.
약학의 본질은 식물학에 있으며 약의 발견은 식물학자에 의해 시작되었는데, 225개의 약초식물을 관찰해 <조제서>를 쓴 초창기 식물학자이자 신약 사냥꾼인 코르두스는 새로운 변종 식물을 찾으러 늪지대를 탐험하다 모기에 물려 말라리아로 사망한 사건도 있다.
또한 19세기 마취제가 없어 환자의 목을 조르거나 머리를 세게 때리는 행위가 성향한 시기에, 치과의사인 모턴은 한 유명의사의 강의에서 잠드는 효과가 있는 에테르에 관한 이야기를 듣고, 환자를 잠재워 세계 최초로 충치를 고통 없이 뽑아내 스타의사로 급부상한다. 이렇듯 다른 용도로 시작되거나, 위험을 감수하거나, 우연한 기회거나, 알 수 없는 시작으로 신약은 탄생된 것이다.
매독 치료제 개발에 성공하고 노벨상을 수상한 파울 에를리히는 다음과 같이 말했다. “신약 사냥에 성공하려면 ‘4G’가 필요하다. 바로 돈(Geld), 인내(Geduld), 창의력(Geschick), 그리고 행운(Gluck)이다.”
돈, 인내, 창의력, 행운. 4가지에 해당하는 다양한 신약 개발에 관한 이야기는 재미를 준다. 하지만 개인적으로 이 책을 추천하는 이유는 그 4가지에 한 가지를 더 담아내기 때문이다. 바로 희생이다. 약의 사냥꾼들이 계획이든 우연이든 간에 신약개발을 시도한 이유는 다양하다. 하지만 필히 동반하는 것은 ‘희생’이다.
인간은 당뇨병 치료제인 인슐린을 찾기 위해 개들의 췌장을 묶는 동물실험을 했고, 피임약 개발의 시작은 낙동업자들이 소의 빠른 생식력을 위해 난소(황체)를 짓이기는 행위에서 출발했다. 동물뿐만 아니라 사람도 마찬가지이다. 코르두스는 신약 개발을 위해 야생을 탐색하다 병사하고, 심프슨은 에테르의 대체물을 찾기 위해 휘발성 유기액체를 흡입했다. 파스퇴르는 생화학 실험의 결과물을 직접 맛보았으며, 마리 퀴리는 방사성 화학물질에 노출되 재생성불량으로 사망했다.
지금도 아마존과 호주 자연림의 오지를 돌아다니며 별종 식물과 흙을 채취하는 신약 사냥꾼들이 있다.
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“외과 의사 앙리 라보리는 전쟁 기간 동안 수술에 도움이 되는 새로운 약을 찾는 일에 흥미가 생겼다. 환자의 인공 동면을 유도하면 수술 뒤의 쇼크로 인한 위험을 줄일 수 있다는 게 라보리의 가설이었다. 이어서 라보리는 환자의 체온을 낮추는 약이 있으면 인공 동면을 유도하는 데 도움이 될 수 있다고 추측했다.
튀니지의 프랑스 군 병원에서 일하던 라보리는 한 동료로부터 체온을 낮출 수 있다고 하는 새로운 종류의 항히스타민 물질을 얻었다. 클로르프로마진이라는 화합물이었다. 라보리는 수술 후 효크를 완화해주기를 바라며 자신의 수술 환자들에게 이 약을 시험했다. 그런데 미처 마취제를 투여하기도 전에 환자의 태도가 정신적으로 놀라운 변화를 일으킨다는 사실을 알아챘다. 알고 보니, 이 약은 전혀 인공 동면을 유도하지는 않았다.” -《인류의 운명을 바꾼 약의 탐험가들》, 12장
최초의 정신질환 치료제였지만, 의사들이 이를 수용하기까지는 무수한 거부와 오랜 시간의 설득의 시간이 필요했다.
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영국의 왕립 국제 문제 연구소의 팀 벤턴(Tim Benton) 교수는 BBC에서 다음과 같이 말했다.
“인간은 항상 동물로부터 질병에 걸려왔다. 사실 대부분의 새로운 전염병들은 야생동물로부터 왔다. 하지만 환경 변화는 이 과정을 가속화하고 있으며, 도시 생활과 국제 여행의 증가는 질병의 확산을 더 급속화시킨다. (중략) 도시화와 불평등이 심화되고 기후변화가 생태계를 더욱 혼란에 빠뜨리고 있는 만큼, 우리는 이런 새로운 질병을 '증가하고 있는 위협'으로 인식해야 한다.”
야생의 숲을 파헤쳐 인간이 들어가 살게 되고, 인간은 야생 동물과 전에 없던 접촉을 하게 된다. 기후변화는 우리가 예측할 수 없는 자연현상의 왜곡을 가져오고 인류는 질병에 취약해진다. 빌 게이츠는 이를 2017년 초에 예견했고, 이번에 바이러스가 퍼지자 기다렸다는 듯이 넷플릭스는 다큐시리즈 <판데믹 Pandemic>을 방영했다. 영화는 인도, 아프리카뿐 아니라 미국의 불법 이민자 수용소에서 각종 전염병을 막으려는 의료진의 필사적인 노력을 보여준다.
게다가 <판데믹>에는 약에 대한 불신과 부작용을 겪은 집안 내력을 들어 자녀들의 예방 접종을 거부하는 미국 부모들이 등장한다. 백신과 자폐증의 확산을 연결 지어 믿는 그룹도 나타났다. 홍역은 90%의 접종률이 달성되었을 때, 집단 전체가 질병에서 보호되는 효과를 거두기 때문에, 백신 거부자들이 늘어난 지역에서는 홍역이 다시 전염되고 있다.
몸을 느닷없이 습격해오는 전염병도 공포스럽지만, 가짜뉴스와 미신이 퍼뜨리는 잘못된 생각의 전염도 현대인을 역습하고 있다. 인종 비하와 타인 기피가 혐오로 치닫기도 한다. 뭔가 새로운 것이 나올 때마가 경계하는 것은 리스크를 회피하려는 인간의 본성상 부자연스럽지 않다. 앞으로도 온갖 어려움을 극복하고 탄생한 신약 앞에는 ‘편견’이라는 마지막 관문이 남아 있을 것 같다.
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새로운 의약품개발, 신약개발의 비용과 어려움
최근 신약 개발의 한계가 문제가 되고 있습니다. 의약품 연구 개발에 막대한 비용이 소요됩니다. 연구 개발에 소요되는 비용은 해마다 증가하고 있는데, 허용된 약은 개발비의 증가에 비례하지 않는 것이 지적되고 있습니다.
예를들어, 전 세계적으로 의약품 개발에 1년에 사용된 비용은 1975년 40억달러에서 2009 년에는 400억 달러로 10배가 되고 있습니다만, 1년에 승인된 신약은 1976년 26개로 2013 년 27개와 거의 동일합니다.
물가 상승분을 조정한 실질 기준으로 10억 달러의 연구 개발비당 허용된 신약의 수는 1950년 이후 약 9년마다 반감하고, 60년간 80분의 1이 있다고 보고되고 있습니다.(1개의 신약 개발 비용이 물가 상승분을 조정한 실질 기준으로 비교하여 60년전의 80배가되고 있다는 것입니다. 약 9년만에 2배가 되도록 지수 함수로 증가하고 있기 때문에, 54년(=9년 x6) 26승=64 배가되고 있다는 계산에서 60년동안 80배라는 숫자가 이해할 수 있습니다).
즉, 의약품의 개발에는 막대한 비용이 소요되고 그 액수가 해마다 증가하고 있는 것입니다.
또한 데이터는 새로운 약효성분이 발견되고 나서 약으로 허용될 때까지의 기간은 1990년대 평균 9.7년에서 2000년대는 13.9년으로 길어집니다. 신약으로 허가되는 기존의약품보다 유효성과 안전성에서 우수성이 입증되어야 합니다. 즉, 새로운 약물정도 허용되는 장애물이 높아집니다.
또한 기존의 약물로 질병이 컨트롤할 수 있다면 신약 개발은 필요하지 않습니다. 기존 약으로 병이 낫지 않은 영역의 신약 개발쪽으로 비용이 향할수 있습니다. 즉 암, 신경변성 질환 등 난치병 치료제(임상 시험에서 실패할 위험이 높은)의 연구 개발 비중이 점차 증가하고 있는 것도 하나의 신약이 허가되는 데 필요한 개발 비용과 기간이 늘어나는 이유가 있습니다.
2002년에서 2012년 사이에 행해진 알츠하이머병 치료제의 임상 시험은 99.6%가 실패로 끝났다(치료제에 허용되지 않은)는 보고가 있습니다.
암 치료제의 개발도 개발 위험이 높은 것으로 지적되고 있습니다. 미국의 데이터는 2003 년부터 2011년 사이에 제1상 임상 시험의 시작이 FDA (미국 식품 의약청)에 인정된 물질중 마지막으로 의약품으로 승인된 것은 6.7%에서 이 수치는 다른 영역의 의약품(암 치료제 이외의 약물)의 절반 성공률 것으로 보고 되고 있습니다.
미국에서 2000년에서 2009년의 10년간에 승인된 신약은 212종류로, 그 중 암 치료제는 24 종류로, 이 중 14종류는 혈액암 치료제입니다. 즉, 고형암 치료제는 특히 개발이 어려운 것 같습니다. 암 치료제의 개발은 실패 위험이 매우 높기 때문에, 암 영역의 약물의 개발에 참가하지 않을 방침의 제약회사가 많은 것으로 알려져 있습니다. 최근에는 세포의 수용체와 신호전달 물질을 대상으로하는 분자표적의 약이 개발되고 있습니다만, 그다지 큰 치료 효과를 얻을 수 없습니다.
배양세포 및 동물실험에서 암 치료제로서의 가능성이 있는 물질은 임상 시험에서 효과와 안전성이 입증되면 의약품으로 허용됩니다. 동물실험 등에서 효과와 안전성이 확인된 의약품의 후보는 실제로 인간의 질병에 대하여 사용 여부와 부작용 등이 검토됩니다. 임상 시험은 제1상, 제2상, 제3상 3단계로 나눌 수 있습니다. 제1상 임상 시험은 소수의 건강한 사람을 대상으로 약물의 흡수와 대사와 부작용 등을 고려하며, 제2상 임상시험에서는 소수의 환자를 대상으로 유효성이나 부작용이나 복용량을 결정합니다. 그리고 제3상 임상시험에서는 많은 환자를 대상으로 유효성과 안전성을 검토하고 유효성과 안전성이 입증 있다면 치료제로 허가됩니다.
동물실험 등의 기초 연구에서 암 치료제로 효과가 기대되고 임상 시험의 허가를 얻은 후보 약물중 20개에 1개 정도 밖에 결국 약으로 성공하지 않습니다. 나머지는 개발이 중지되기 때문에 지금까지의 연구 개발 비용은 낭비된다는 것입니다. 따라서 암 치료제의 개발은 제약 회사에게 매우 위험이 높기 때문에 신약으로 허가된 의약품은 그 약 자신의 연구 개발에 소요된 비용의 몇십 배의 연구 개발비가 회수되지 않으면 안되기에 암 신약은 매년 고액이되어 있습니다.
이러한 부담으로 인해 신약 개발에서 최근 주목 받고있는 것이 기존의 의약품이 다른 치료제가 되지 않을까를 검토하는 의약품재개발(Drug Repositioning)입니다. 암 이외의 질환의 치료에 이용되고 있는 기존 약물과 암 이외의 질환 치료제로 개발되고 임상 시험까지 실시했지만 효과를 입증하지 못하고 개발 중지가 된 물질을 암 치료 약으로 재개발(재사용)하는 연구가 주목 받고 있습니다.
출처: 국내 신약개발의 경제적 효과 및 활성화 방안, 하재건, 2013 에 대한 요약
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신약: 특별한 기능의 신물질이나 기존 물질의 새 효능을 의약품으로 만들어 보건당국의 제조승인을 받은 제품
신약은 4가지의 기준에 따라 분류할 수 있다.
1) 물질의 획득 원천에 따른 분류
(1) 합성신약(화합물 신약): 실험실에서 합성에 의해 만들어진 저분자 화합물, 인위적인 물질이기 때문에 상용화를 위해서는 독성 제거가 관건이다. '비임상실험을 통해 독성을 제거하였어도 동물과 인간의 생리적 차이로 인해 임상시험에서 예기치 못한 독성 문제가 발생할 수 있는 단점이 있다.' - 주요 제품은 글리벡, 리피토, 타미플루 등이다.
(2) 천연물신약: 말그대로 약용식물 등 천연물로부터 약효를 가진 성분만을 얻고 이 성분을 합성하여 대량 생산한다. - 주요 제품은 조인스정, 스티렌정이다.
(3) 바이오신약: 재조합 DNA 기술을 응용하여 미생물세포 ·배양조직세포에서 대량으로 순수하게 생산시킨 펩티드호르몬 ·백신 등의 의약품을 말한다. 생체의약품이라고도 한다. - 주요 제품은 Enbrel, 인터페론, 성장호르몬 등이다.
2) 기술수명 주기에 따른 분류: 특허로 보호받고 있는 신약과, 특허가 만료된 후 타사에서 동일 제품을 만든 것이 generic, 제네릭이다.
3) 처방전의 유무에 따른 분류: Prescription Drug, Ethical Drug는 구매에 의사처방전이 필요한 약이고(국내의 전문의약품), 구매에 의사처방전이 필요하지 않은 약이 OTC Drug이다.(국내의 일반의약품)
4) 약물표적에 대한 분류: 약물이 작용하는 부위인 약물표적은 1990년대 중반까지 483개가 발견되었는데, 이 중 52%는 세포막 수용체, 22%는 효소이다.
신약개발은 과거에는 합성신약이 많이 개발되었지만 현재는 바이오신약개발이 늘어나는 추세다. 개인맞춤형, 원인물질에 따른 치료를 위한 신약개발이 주를 이룬다. 1981년~2006년 사이 개발된 신약은 천연물신약(천연물 모방 합성신약, 천연물 유도체 포함) 화합물신약(합성 유도체 포함), 바이오신약(백신 포함) 순으로 분포한다.
신약개발의 가치
2008년 고지혈증 치료제 리피토의 연간 매출액은 13조원(아반떼 자동차를 약 100만대 수출하는 효과)이었다. 원래는 평범한 제약사였던 영국의 글락소스미스클라인, GSK는 위궤양치료제 잔탁을 개발한 이후 다국적 제약사로 급성장했다.
국내 신약개발의 난관
신약개발기간의 장기화: 신약개발의 3단계는 Discovery(평균 5년), Development(평균 7.5년), 상용화(평균 2년)이다.
Discovery단계는 질병의 작용 메커니즘에 대한 연구, 약물표적 연구, 유효물질 연구를 하는 기초단계와 발굴단계(탐색연구)로 이뤄진다. 발굴단계는 얻어진 유효물질들을 선별하여 가장 효과적인 물질을 찾는 Lead(선도)물질연구 단계와 Candidate(후보물질)도출 단계이다.
Development단계는 동물/세포 등을 대상으로 독성과 신약의 유효성을 평가하는 비임상단계와 환자를 대상으로 독성과 효능이 평가된 물질의 안전성과 유효성을 검증하는 단계인 임상단계가 있다. 임상단계는 1상(임상약리시험), 2상(치료적 탐색시험), 3상(치료적 확증시험)으로 구성된다. 1상은 약물동태학 연구를 하고 2상은 소규모 환자(약 500명)를 대상으로 약효와 부작용을 평가한다. 마지막으로 3상은 대규모 환자(약 5000명)를 대상으로 유효성, 안전성을 평가한다.
상용화단계는 신약허가와 시판 후 조사(PMS)로 이루어져있다. 어렵게 신약허가를 받은 후에도 시판 후 문제가 발생하여 회수된 제품들(다중 경화증 약물인 Natalizumab, 비만치료제인 Dexfenfluramine 등)도 있다.
PK/PD: Pharmacokinetics(약동학)-Pharmacodynamics(약력학)
SAD, 단일상승용량, Single Ascending Dose / MAD, 복합상승용량 Multiple Ascending Dose
위에서 다룬 신약개발의 과정은 10년 이상 소요되는 장기 투자이다. 따라서 투자금 회수가 늦기에 영세한 국내 제약사들이 신약개발을 시도하기는 현실적으로 힘들다.
막대한 신약개발비용
분석기관마다 편차가 있지만, 보통 신약개발비용은 1조원, 평균 12억~17억 달러로 추산된다. R&D관련 비용이 특히 증가추세여서 글로벌 제약사들은 R&D분야 협력을 통해 비용 감소/개발 시간 단축을 도모하고 있다.
국내신약에 대한 신뢰 부족
검증을 거쳐 생산되었음에도 불구하고, 국내신약에 대해 의사들이 처방을 기피하는 편이다. 그간 국내에서 개발된 17개 신약들은 현재 거의 사용되지 않고 있다.
국내 신약개발의 현황과 성공사례 : LG생명과학의 팩티브, 동아제약의 스티렌