미래 신약 개발, ‘나노 의학’ 업고 간다

FDA서 50개 넘는 나노 의약품 승인…EU서도 다양한 단계 임상 중

현재 다양하게 개발돼 임상과 비임상 분야에서 응용되고 있는 나노의학(nanomedicine)이 미래에도 폭 넓게 쓰일 것이라는 의견이 대두됐다.

한국약제학회지 1월 호에는 ‘나노의학 : 약물 전달 및 약물 동태 측면에서의 현 상태와 향후 전망(Nanomedicines : current status and future perspectives in aspect of drug delivery and pharmacokinetics)’이라는 제목의 논문이 실렸다.

최근 들어 나노의학은 △구체적인 약물 표적화 및 전달력 △더 큰 안전성 및 생체 적합성 △더 넓은 범위의 신약 개발 치료 범위 △생체 내 약물 동력학적 특성의 개선 등의 특성이 수많은 연구를 통해 밝혀진 바 있다.

특히 경구제에 나노의학을 적용할 경우, 보다 높은 경구 생체 이용률 및 말단 반감기의 증가로 인해 투여 빈도·투여량 및 독성의 감소로 이어지는 결과를 낳을 것이라는 분석이다.

각각 다른 형태를 띄는 나노의학의 약동학적 특성은 △입자 크기 △형태(화학 구조) △표면적 화학적 특성에 의해 결정된다(FDA 2015).

나노의학에서 입자 크기를 조절하는 이유는 표적 조직에서의 보유력을 증가시키고 비표적 조직에 분포될 때 신속하게 제거하기 위함이다.

10nm 미만의 입자 크기를 갖는 것들은 신장에 의해 제거되는 반면, 10nm 이상의 입자 크기는 때때로 간 및 단핵 식세포 시스템(MPS)에 의해 제거된다.

나노의학을 활용한 의약품이 안착한 제약 시장의 현황도 눈여겨 볼 만하다. 2016년 기준으로 나노의학을 적용한 28개의 의약품이 제약 시장에 출시됐으며, 그 중 63개의 나노 의약품이 마약으로 승인되거나 미국 임상시험 데이터베이스(http://www.clinicaltrial.gov)에 등록된 결과를 바탕으로 승인받았다.

미국 FDA가 정의한 나노 수준의 물질에는 나노 물질(나노 의약 및 첨가물 등의 제조에 사용되는 물질) 및 최종 제품(나노 의약품)이 포함된다.

전형적으로 1 내지 100nm의 크기를 띄는 나노 의약품은 생체 이용률의 증가, 투여량의 감소, 약물 효능의 개선 및 독성의 감소를 유도한다는 장점이 있다.

FDA는 2016년까지 51개의 나노 의약품을 승인했으며, 그 중 40%는 2014년에서 2016년 사이 치른 임상 시험을 통해 승인받았다고 발표했다. 이 사실만 봐도 나노의학은 근래 몇 년 간 크게 발전한 분야임을 알 수 있다.

FDA가 승인한 공식적인 나노 의약품은 △중합체 나노 의약품 △미셀 △리포솜 △항체-약물 접합체 △단백질 나노 입자 △무기 나노 입자 △친수성 중합체 및 나노 결정으로 분류할 수 있다.

EMA 또한 지난 2011년 나노 의약품을 ‘1~100nm 크기로 구성된 약물’로 정의했다. 여기에는 리포솜, 나노 입자, 양자점, 바이러스 및 비 바이러스 벡터, 탄소 나노 튜브 등이 포함됐다.

나노 의약품 생산 초기 EMA는 1세대 나노 의약품(리포좀 또는 철 함유 제제)으로 개발된 11개의 상용 의약품 중 8개를 승인한 바 있으며, 그 중 3개는 현재 승인 취소된 상태다.

이러한 초기 과정을 거쳐 현재 EU에서는 48개의 나노 의약품 또는 이미징 물질이 1상부터 3상까지 다양한 임상시험 중인 것으로 알려졌다. 이 외에도 많은 나노 의약품에 대한 전임상 시험이 진행 중이다.

나노의학 개발의 최근 추세와 FDA 및 EMA의 가이드라인을 기반으로 나노 의약품 개발을 위한 ADME 평가를 안내하는 알고리즘 적용의 중요성도 소개됐다.

그 이유는 예를 들어 구강 내로 투여 된 나노 의약품이 위장관에서 나노 형태 또는 비나노 형태 중 어떤 형태로 발견되는지에 따라 평가 결과가 달라지기 때문이라는 것.

논문의 제1저자인 최영희 교수(동국대학교)는 “나노 의약품의 개발 과정에서 꼭 고려해야 할 단계는 △제형의 성질 평가 △약동학적 특성 △나노 의약품 대한 승인 과정 단계라고 할 수 있다”고 전했다.

이어 “앞으로의 나노 의약품 개발은 이 뿐만 아니라 개발 목적의 형성 가능성, 개발 방향 및 상태, 평가 시스템까지 고려해야 할 것”이라고 강조했다.