약물 상호작용 예측하는 美 FDA 수식, 부정확 원인 규명

IBS·KAIST·충남대, 새 수식 개발 '정확도 2배↑'

약물 상호작용 예측을 위한 FDA 식과 새로운 수식. 자료=IBS 제공

기초과학연구원(IBS)은 미국 식품의약국(FDA)이 약물 배출을 예측할 때 쓰는 수식의 오류 원인을 규명했다고 4일 밝혔다.

이와 함께 수리·계산 과학 연구단 의생명 수학 그룹 김재경 CI(KAIST 수리과학과 교수) 연구팀과 충남대 채정우·김상겸 교수팀은 정확도를 2배 이상 높인 새로운 수식도 제시했다.

체내 흡수된 약물은 간을 비롯한 여러 장기 효소에 의해 체내에서 사라진다. 두 가지 이상 약을 함께 먹으면 하나의 약이 다른 약의 대사를 변화시켜 체외 배설을 촉진하거나 억제할 수 있다. 이때 치료 효과를 내지 못하거나 부작용이 발생할 수 있는데, 이를 '약물 상호작용'(DDI)이라고 한다.

약물 상호작용에 따라 약물 제거 속도를 정확하게 예측하는 것은 의약품 처방과 신약 개발에 매우 중요한 과정으로 알려져 있다.

FDA 식과 새로 유도한 식의 정확도 비교. 사진=IBS 제공

FDA는 1997년 약물 상호작용을 평가하고, 다약제 복용 과정의 부작용을 최소화하기 위한 가이던스(지침서)를 처음 발행하고, 2020년 1월 개정했다.

하지만 연구팀은 이 수식의 정확도가 떨어진다고 지적했다. FDA가 제시하는 수식은 효소 반응속도를 설명하는 '미카엘레스-멘텐 식'을 기반으로 하는데, 이 수식은 약물 대사에 관여하는 체내 효소 농도가 낮다는 점을 전제한다.

연구팀은 실제 간에서 약물 대사에 관여하는 효소 농도가 예측에 사용돼 온 값보다 1000배 이상 높은 사실을 확인함으로써 기존 FDA 수식이 부정확한 원인을 찾았다. 정확한 수식을 활용한 약물 처방이 이뤄지지 않으면 약효와 부작용에 영향을 미칠 수 있어 주의가 요구된다.

연구팀은 수학·약학 협력 연구를 통해 약물 상호작용을 설명할 수 있는 새로운 수식을 개발해 예측 정확도를 2배 이상 끌어올렸다고 전했다.

김상겸 충남대 약대 교수는 "예측 정확도 개선은 신약개발의 성공률과 임상에서의 약물 효율을 높이는데 기여할 것"이라고 했다. 김재경 IBS CI는 "미국 FDA 가이던스에 'K-수식'이 들어가길 꿈꿔본다"고 말했다.