`천연물 신약` 전성기는 다시 찾아온다‥안전한 대체제 필요

질환의 예방적인 부분 비중 점차 확대‥안전성 입증된 천연물 신약 재도약

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[메디파나뉴스 = 박으뜸 기자] 천연물 신약은 식물 또는 동물 등 천연물에서 추출한 물질을 원재료로 한다. 그래서 이 천연물 신약은 화학물질 의약품보다 독성이 적다는 장점을 가지고, 안전성과 유효성을 입증해 왔다.
 
또한 천연물 신약은 기존의 신약 개발 과정에 비해 요구되는 시간이나 비용이 훨씬 적은 편이다. 그리고 실패 확률도 상대적으로 낮은 경향을 보이고 있다.
 
이러한 장점들을 기반으로 지금까지 많은 천연물 신약들이 개발되고 있다.
 
BRIC의 `천연물을 기반으로 한 신약 및 의약품 개발에 대한 연구 동향`에 따르면, 천연물은 살아 있는 유기체에 의해 생성된 물질을 의미한다. 이렇게 식물, 동물 및 미네랄을 포함한 천연물들은 오래 전부터 인간의 질병 치료의 기초가 돼 왔다.
 
천연물 신약 개발의 원조는 1982년 영국의 플레밍 박사가 푸른 곰팡이에서 우연히 발견한 세계 최초의 항생 물질인 `페니실린`으로 알려져 있다.
 
이후 1940년대부터 현재까지 개발된 175개의 소분자(Small molecule) 항암제 중 약 75%가 천연물이며, 대다수는 추출된 천연물이거나 천연물 기반 물질이었다.
 
아울러 2010년에 승인된 새로운 소분자 화학 물질 중 절반은 천연물이었다. 신종 인플루엔자 치료제로 유명한 `타미플루(Tamiflu or Oseltamivir)`도 팔각회향(Star anise)이라는 중국의 천연물질로부터 개발돼 큰 성공을 거뒀고, 그 외에도 오래전부터 시판돼 사용되고 있는 `아스피린(Aspirin)`이나 `탁솔(Paclitaxel)`같은 계열도 천연물을 기반으로 한 물질들이다 .
 
이렇게 화학적 다양성과 신규 구조를 가지고 있는 천연물은 새로운 약물을 개발하는데 매우 흥미로운 원천으로 여겨지고 있다.
 
그동안 제약사들은 천연물에서 추출한 새로운 생물학적 활성 화합물 발견을 주된 목표로 다양한 연구를 진행해 왔다.
 
하지만 신약 개발에 있어 천연물의 문제점은 극히 낮은 수율과 물질의 공급이 어렵다는 점, 그리고 복잡한 화학구조로 인해 합성이 어려운 점 등이었다. 수율은 일정한 화학적 과정을 거쳐 원자재에서 어떤 물질을 얻을 때, 이론상으로 예상했던 분량과 실제로 얻은 양과의 비율을 뜻하는데, 천연물은 환경에 영향을 많이 받기 때문에 동일한 함량, 대량생산 등에 한계가 있던 것.
 
이는 최근 몇년 동안 천연물 신약 개발의 허들로 여겨졌으며, 그 결과 대부분의 대형 제약사가 천연물 신약 개발을 중단하거나 관련 연구비를 줄여나가는 결정을 내려야 했다.
 
그렇지만 천연물 신약에 대한 가능성은 여전히 무궁무진했다.  
 
몇몇 과학자들은 천연물 기반 약물 개발을 위한 프로세스를 개선하고 이를 가속화하기 위해 새로운 접근법을 고려했으며, 지구 생물의 대다수가 아직까지도 천연물로 개발할 부분이 많이 남아 있다는 것이 밝혀지면서 '미생물 배양' 기술과 '합성 생물학'도 더불어 집중되기 시작했다.
 
이를 통해 민감한 해양생물도 쉽게 다룰 수 있게 됐고, 생물의 특성과 생물이 만드는 물질을 예상할 수 있게 했다. 컴퓨터를 이용한 시물레이션이 고도화되며 유효 성분을 추출할 수 있는 주기가 매우 급격하게 줄어든 점도 긍정적이다.
 
뿐만 아니라 만성질환이나 난치성 질환의 수가 점점 늘면서 '합성 신약'으로는 해결되지 못하는 부분들이 드러났다. 이에 따라 부작용이 적고 안정성이 높은 천연물로 합성 신약을 대처하려는 움직임이 생겨났다. 하나의 타깃에 한가지 약물을 처방하던(Single target single drug) 시대를 지나 다양한 타깃에 복합물을 처방하는(Multitarget multicomponent) 약물 처방 패러다임도 천연물 신약 개발에 영향을 줬다. 
 
이는 지금까지 집중됐던 합성 신약의 한계와 관련된 분석 기술들이 발전되면서 이어지게 된 결과이다.
 
현재 미국 FDA에서도 'Botanical drug(식물성 의약품)'라는 분류를 새롭게 만들어 천연물 시장의 가능성을 열어 둔 상태다.
 
특히 동양권에서는 한방으로 사용했던 천연물 기반 의약품이 상당수 존재한다. 자연스럽게 천연물 신약을 개발하기 위한 충분한 여건이 마련된 셈. 이중 우리나라는 개발중인 천연물 신약 파이프라인만 50개가 넘는다. 
 
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대표적으로 국산 천연물 신약 동아에스티의 `스티렌정`은 우리나라 자체 자원을 활용한 면에서 매우 높은 평가를 받고 있다. 우리나라가 많은 의약품을 외국에서 수입하거나 도입한다는 점을 감안할 때, 향후 천연물 신약에 대한 가능성을 더욱 높일 수 있는 사례이기도 하다.
 
이밖에도 국내에서는 SK케미칼의 '조인스정', 녹십자의 '신바로캡슐', 한국피엠지제약의 '레일라정', 구주제약의 '아피톡신주',안국약품의 '시네츄라시럽' 등이 개발됐다.
 
미국 듀크대학교 화학과 곽승화 박사는 "최근 들어 의약개발의 패러다임이 급격하게 변화하고 있다. 만성질환이 증가함으로 삶의 질 향상을 위한 질환의 예방적인 부분 비중이 점차 커졌다. 안전성이 입증된 천연물에 대한 관심이 다시 발돋움하고 있는 것이다"고 말했다.
 
이어 그는 "천연물 화학은 현대에 들어 신약 후보 물질을 창출하는 중요한 학문 분야의 하나로 발전됐다. 잠깐 주춤하던 시기를 지나 다시금 전성기를 맞이할 준비를 하고 있는 천연물 분야는 통합 생물학의 새로운 분야를 접목시켜 발전하는 방향으로 진보하게 될 것이다. 그렇게 되면 풍부한 자연 자원으로부터 지금의 몇 배를 뛰어넘는 탁월한 성과를 가져올 것"이라고 바라봤다.
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