폐가 딱딱해지는 '폐섬유증'…부작용 없앤 '흡입형 치료제' 개발

알약→흡입제 개발…폐 조직 손상·섬유화 크게 감소
'10분의1' 용량으로도 알약만큼 치료 효과
간수치·독성 지표도 정상범위 유지

(왼쪽부터)김현구 고려대 구로병원 심장혈관흉부외과 교수, 박지호 한국과학기술원(KAIST) 바이오 및 뇌공학과 교수, 김창근 고려대 구로병원 박사과정, 장민철 KAIST 박사과정). /사진제공=고려대학교 구로병원

김현구 고려대학교 구로병원 심장혈관흉부외과 교수 공동연구진(박지호 한국과학기술원·KAIST 바이오 및 뇌공학과 교수, 김창근 고려대 구로병원 박사과정, 장민철 KAIST 박사과정)이 특발성 폐섬유증 치료를 위한 '흡입형 피르페니돈 나노소포체' 개발에 성공했다고 18일 밝혔다. 해당 연구 내용은 국제 학술지 '저널 오브 컨트롤드 릴리스'(Journal of Controlled Release)에 표지논문으로 선정됐다.

특발성 폐섬유증은 명확한 원인 없이 폐 조직이 딱딱해지며 호흡 기능을 잃게 되는 치명적인 희귀질환으로 시간이 지나면서 호흡부전으로 이어질 수 있다. 현재까지 승인된 치료법은 병의 진행을 늦추는 약물 몇 가지와 폐 이식이 전부인데, 이마저도 효과는 제한적이고 부작용 부담이 크다.

대표 치료제인 피르페니돈은 경구 투여 방식으로 사용되지만 비특이적 작용 기전으로 인해 여러 장기에 영향을 줄 수 있다. 오심·간독성 등 전신 부작용도 빈번하게 보고된다. 이에 전 세계적으로 해당 치료제 연구를 지속 중이며 최근 약물을 폐에 직접 효과적으로 전달하는 기술이 새로운 해결책으로 떠오르고 있다.

연구진은 기존에 알약으로 복용하던 피르페니돈을 '흡입 방식'으로 바꿔 치료 효과를 극대화하고 부작용을 줄이기 위한 새로운 기술 개발에 초점을 맞췄다. 연구팀은 '폐 계면활성제'라는 자연 유래 물질을 활용, 약물을 담을 수 있는 아주 작은 나노입자(지름 약 150나노미터)를 만들고 그 안에 피르페니돈을 넣었다.

이 흡입형 입자는 약물을 폐 깊숙한 곳까지 직접 전달해주며, 기존 흡입제보다 최대 4배 이상 오래 폐에 머무를 수 있는 구조로 설계됐다. 실제로 폐섬유증을 유도한 실험용 생쥐에 흡입 투여한 결과, 폐 조직의 손상과 섬유화가 크게 줄었고 단 10분의1 수준의 적은 용량으로도 기존 알약만큼의 치료 효과를 나타냈다.

연구진은 생쥐에게 새로 만든 흡입제를 일정 기간 반복적으로 투여 후 간·심장·신장·폐 등 주요 장기의 조직 변화를 관찰, 피검사로 간 기능 수치 등 전신 독성 여부를 평가했다. 그 결과 흡입형 치료제를 투여한 실험군에선 모든 장기에서 특별한 이상이 발견되지 않았고 간수치나 독성 지표도 정상 범위 안에서 유지됐다. 반면 기존 먹는 약을 고용량으로 투여한 실험군에서는 간 수치가 상승하며 부작용이 확인됐다.

김현구 교수는 "특발성 폐섬유증과 같은 난치성 폐 질환 치료에서 약물 전달 효율성과 안전성을 동시에 확보한 성과"라며 "흡입형 피르페니돈 나노소포체가 폐 심부까지 효과적으로 도달하면서 체내 부작용을 최소화할 수 있는 가능성을 확인했다"고 말했다. 이어 "기존 경구 약물의 한계를 극복할 수 있는 대안으로의 의미가 크다"며 "향후 임상 적용을 위한 후속 연구를 통해 실제 환자 치료에 기여할 수 있도록 노력하겠다"고 말했다.

홍효진 기자 hyost@mt.co.kr