국내 연구진 "美 FDA '약물 상호작용' 예측 수식 틀렸다"

"약물 대사하는 효소 농도 증가하면 기존 FDA 수식은 부정확"
IBS·KAIST·충남대, 수학-약학 협력 연구로 새로운 수식 개발…정확도 2배↑

(왼쪽부터) 송윤민 박사과정생(IBS/KAIST, 공동 제1저자), 김상겸 교수(충남대, 공동 교신저자), 김재경 CI(IBS/KAIST, 공동 교신저자), 채정우 교수(충남대, 공동 교신저자), Quyen Thi Tran 및 Ngoc-Anh Thi Vu 박사과정생(충남대, 공동 제1저자). IBS제공

한꺼번에 여러 약물을 복용할 경우, 기대한 효과를 제대로 거둘 수 있을까.

두 가지 이상의 약을 함께 복용할 경우, 하나의 약이 다른 약에 영향을 미쳐 체외 배설을 촉진하거나 억제해 목표한 효과를 제대로 거두지 못하거나 부작용이 발생할 가능성이 있다. 이른바 '약물 상호작용(DDI)'

이에 따라 미국 식품의약품(FDA)는 약물 상호작용을 평가하고 다약제 복용 과정의 부작용을 최소화하기 위한 가이던스(지침서)를 1997년 발행한 후 개정을 거듭해오고 있다. 

다만, 모든 신약 후보 물질과 시판 약물의 상호작용을 모두 평가하는 건 사실상 불가능하기 때문에 FDA는 가이던스에서 제시한 수식을 활용해 약물 상호작용을 간접적으로 평가하도록 권고하고 있다. 

하지만 문제는 이 수식의 정확도가 떨어진다는 점. 이 같은 문제를 국내 연구진이 해결했다. 

기초과학연구원(IBS, 원장 노도영) 수리 및 계산 과학연구단 의생명 수학 그룹 김재경 CI(KAIST 수리과학과 교수) 연구팀과 충남대약대 채정우·김상겸 교수팀은 FDA 수식의 정확도 부족 원인을 규명하는 한편 정확도를 2배 이상 높인 새로운 수식을 제시했다. 

IBS 제공

FDA가 제시한 수식은 효소의 반응속도를 설명하는 '미카엘레스-멘텐 식'을 기반으로 한다. 이 수식은 약물 대사에 관여하는 체내 효소 농도가 낮다는 것을 전제한다. 하지만 국내 연구진은 실제 간에서 약물 대사에 관여하는 효소 농도가 이 보다 1천 배 이상 높은 것으로 확인, 기존 FDA 수식의 정확도가 떨어지는 원인을 규명했다.

또 이를 바탕으로 효소 농도에 상관없이 약물의 대사 속도를 예측할 수 있는 새로운 수식을 유도했다. 새로운 방식을 적용할 결과 인위적인 보정 없이도 예측 정확도가 2배 이상 증가한 것으로 확인됐다. 기존 FDA 수식의 경우 약물 상호작용을 2배의 오차범위 내에서 예측한 비율이 38%인데 반해, 수정된 식은 80%에 달했다.

한꺼번에 여러 약물을 복용할 경우, 기대한 효과를 제대로 거둘 가능성이 더 높아진 셈이다. 

IBS 제공

김상겸 충남대약대 교수는 "신약 개발 성공률과 임상에서의 약물 효율을 높이는데 기여할 것"이라며 "임상약리학 분야 최고 저널에 논문이 발표된 만큼 이번 연구결과에 따라 FDA 가이던스가 수정될 것으로 기대한다"고 말했다.

김재경 IBS CI는 "수학과 약학의 협력 연구 덕분에 당연히 정답이라고 생각했던 수식을 수정하고 인류의 건강한 삶을 위한 단서를 찾을 수 있었다"며 "미국 FDA 가이던스에 'K-수식이 들어가기를 기대한다"고 밝혔다.

이번 연구결과는 2022년 12월 15일(한국시간) 임상약리학 분야 권위지인 '임상약리학 및 약물치료한(Clinical Pharmacology and Therapeutics, IF 7.051)' 온라인 판에 Beyond the Michaelis-Menten: Accurate Prediction of Drug Interactions through Cytochrome P450 3A4 Induction의 이름으로 게재됐다.

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대전CBS 신석우 기자 dolbi@cbs.co.kr

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