ISCT, 임상시험 기간·인력 줄이는데에 열쇠 될까

동물실험 대신 시뮬레이션 과정 통해 약물 안전성·성능성 예측할 수 있어

의료기기 및 대규모 임상시험에서 발생할 부작용과 약물상호작용을 미리 알아볼 수 있는 'ISCT(In silico clinical trial)'가 신약 개발과정에 도입돼야 한다는 의견이 제기됐다.

식품의약품안전처 오우용 연구관은 지난 16일 서울아산병원 아산생명과학연구원에서 열린 ‘첨단융복합 과제 선정 및 AIM 개소 심포지엄’에서 ‘ISCT와 의약품개발’을 주제로 심포지엄을 진행했다.

오 연구관은 “현재 의약품 개발은 타겟 중심 약물의 기전을 고려하고, 표적을 스크리닝(screening)하는 단계를 거친 후 동물 또는 인체에 작용 시험을 하는 과정을 거친다”고 말했다.

이어 “‘ISCT(In silico clinical trial)’는 가상 실험 상황을 만들고 특정 대상을 컴퓨터로 모델링(modelling)한 후 병리·생리학적인 방향으로 시뮬레이션 하는 것을 말한다. ISCT는 현재 제약회사가 한창 투자 중인 ‘바이오시밀러’를 개발하는 데에도 유용하게 쓰이고 있다”며 ISCT와 관련된 현 상황에 대해 설명했다.

오 연구관에 따르면 2012년 FDA sicence 보고서에는 ‘시뮬레이션 이노베이션(simulation innovation)’ 을 통해 의약품의 안전성과 성능성을 예측할 수 있다는 내용이 실린 바 있다. 또한 한 자료에 따르면 ISCT를 통해 의료기기나 생물학적 집단에서 나타날 수 있는 예상치 못한 부작용과 약물상호작용을 미리 알 수 있다는 보고가 있다. 이에 미국은 내부조직을 구성하고 ISCT를 적용하기 위한 네트워크 조성을 추진 중이며, 해외 몇몇 국가들도 ISCT의 필요성을 인식하고 개발에 박차를 가하고 있다.

이처럼 ISCT는 임상실험에 있어 다양한 전략을 미리 탐색하고 의약품의 안전성을 향상시키는 대안적인 방법으로 거론되고 있다는 것이 오 연구관의 설명이다.

그는 ISCT의 핵심 기술인 모델링(modelling)과 시뮬레이션(simulation)에 대해서도 언급했다.

오 연구관은 “모델링과 시뮬레이션은 이미 다른 산업분야에서도 제품을 평가․개발하는 데에 사용돼왔다. 이렇게 쌓아진 데이터들은 제품의 신뢰를 높여 의약품 개발에 있어서도 모델링 및 시뮬레이션을 사용하는 것이 효율적이라는 결론에 이르게 한다”고 전했다.

이어 “모델링과 시뮬레이션은 신약의 상업적 가치를 향상시키는데 도움이 된다. 연구자는 약물 간 상호작용, 연구 집단 간 용량 비교 상황에 대해 미리 개입해 볼 수 있고, 제약사는 신약의 약물 초기 시장진입을 가능하게 하고 정보에 대한 확실성을 얻어 제품의 가치를 높일 수 있다”고 말했다.

현재 국내에서도 모델링과 시뮬레이션을 활용한 의약품 개발을 이룬 사례는 있다. 화이자社가 PDE-4 기능을 통합한 천식모델을 개발했을 때, 개발 과정에서 화이자社는 PDE 4 억제제가 얼마나 효과가 있는지 미리 시뮬레이션하는 과정을 거쳤다.

또한 어느 새로운 당뇨 치료제는 저혈당 발생위험에 대비해 약물 용량 증량 실험을 계획했고, 임상시험에 앞서 저혈당 발생 위험을 확인하기 위해 미리 시뮬레이션 했다. 그 결과 고용량의 약물에서도 저혈당이 발생하지 않음을 확인했고, 실제 임상시험에서는 플라세보(Placebo)와 저용량의 약물만으로 실험했던 사례가 있다. 이를 통해 이 제약사는 임상시험을 마칠 때까지 소모될 것으로 예상된 총 시간 및 인력 중 40%의 시간과 60%의 시험자수를 줄였다.

오 연구관은 “동물실험과 비교해 볼 때 ISCT는 대규모임상시험과 의료기기에서 결과를 효과적으로 예측할 수 있다. 이는 동물시험에 대한 의존도를 낮출 수 있다는 것을 뜻한다”고 설명했다.

이어 “일부 제약사들은 생물학적 모델링과 시뮬레이션 학습을 통해 일찍부터 어떤 제품을 출시할지 연구 중이다. 앞으로 ISCT가 의약품분야로 확장된다면 의학 혁명을 일으킬 수 있을 것”이라고 덧붙였다.