미국 FDA 방식 틀렸다..국내 연구진 약물 상호작용 수식 정확성 높여

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 미국식품의약국(FDA) 약물 상호작용 예측 수식이 정확하지 않았던 원인을 알아내고, 정확도를 2배 이상 높인 새로운 수식을 제안했다.

기초과학연구원(IBS)은 김재경 수리·계산 과학 연구단 의생명 수학 그룹 CI(KAIST 수리과학과 교수) 연구팀이 채정우·김상겸 충남대약대 교수팀과 이같은 성과를 거뒀다고 4일 밝혔다.

연구진의 단체사진.(왼쪽부터) 송윤민 KAIST 박사과정생, 김상겸 충남대 교수, 김재경 기초과학연구원 CI, 채정우 충남대 교수, Quyen Thi Tran 충남대 박사과정생, Ngoc-Anh Thi Vu 충남대 박사과정생.(사진=기초과학연구원)

몸속에 흡수된 약물은 간을 비롯한 여러 장기의 효소에 의해 대사되어 사라진다. 두 가지 이상의 약을 함께 복용하면 하나의 약이 다른 약의 대사를 변화시켜 체외 배설을 촉진하거나 억제할 수 있다. 이른바 ‘약물 상호작용’으로 목표로 한 치료 효과를 내지 못하거나 부작용이 발생할 가능성이 있다.

의약품 처방, 신약 개발에서 약물 상호작용에 따른 약물 제거 속도 예측이 중요하다. 의료진은 약물을 복합처방할 때 의약품 사용설명서에 명시된 약물 상호작용 정보를 토대로 처방을 내린다. 신약 개발 과정에서도 약물 상호작용을 연구해 표시하도록 되어 있다.

FDA는 약물 상호작용을 평가하고, 다약제 복용 과정의 부작용을 최소화하기 위한 지침서를 1997년 처음 발행했다. 신약 개발과정에서 신약 후보물질과 시판된 모든 약물의 상호작용을 모두 평가하는 것이 현실적으로 불가능하기 때문에 지침서에서 제시한 수식을 활용해 약물 상호작용을 간접적으로 평가하도록 권고하고 있다.

문제는 이 수식의 정확도가 떨어진다는 점이다. FDA가 제시하는 수식은 효소의 반응속도를 설명하는 ‘미카엘레스-멘텐 미카엘리스-멘텐’식을 기반으로 한다. 이 수식은 약물 대사에 관여하는 체내 효소 농도가 낮다는 것을 전제로 한다.

하지만 연구팀은 간에서 약물 대사에 관여하는 효소 농도가 예측에 사용돼온 값보다 1000배 이상 높은 것을 확인하고, 기존 FDA 수식이 부정확한 원인을 찾았다.

연구팀은 효소 농도에 상관없이 정확하게 약물의 대사 속도를 예측할 수 있는 새로운 수식을 유도했다. 실제 실험을 통해 기존 방식과 비교한 결과, 예측 정확도가 2배 이상 늘었다.

김상겸 충남대 약대 교수는 “약물 상호작용 예측 정확도 개선은 신약개발의 성공률과 임상에서의 약물 효율을 높이는데 기여할 것”이라며 “임상약리학 분야 최고 학술지에 논문을 발표한 만큼 연구결과에 따라 FDA 지침이 수정될 것으로 기대한다”고 했다.

김재경 IBS CI는 “수학과 약학의 협력 연구 덕분에 당연히 정답이라고 생각했던 수식을 수정하고, 인류의 건강한 삶을 위한 단서를 찾았다”며 “미국 FDA 가이던스에 ‘K-수식’이 들어가길 꿈꿔본다”고 했다.

연구결과는 지난해 12월 15일 임상약리학 분야 국제학술지 ‘임상약리학 및 약물치료학’ 온라인 판에 실렸다.