[바이오 투자의 정석]의약품의 발전: 화합물 의약품

김명기 LSK인베스트먼트 대표

[김명기 LSK인베스트먼트 대표] 초기의 의약품은 모두 천연물이었고 한의학에서는 아직도 천연물 추출물을 약으로 사용하고 있다.

그러나 현대 의약품의 시초라 할 수 있는 아스피린의 경우는 과거에는 버드나무 껍질 추출물을 사용하였으나 1800년대 화학자들이 버드나무 껍질의 약효성분인 살리실산을 분리하는데 성공하고, 1800년대 후반 독일의 제약사인 바이엘에서 살리실산을 화학적으로 합성하는 법을 개발, 오늘날의 화합물 의약품 시대를 열었다.

이후 바이엘은 살리실산을 주성분으로 하는 아스피린의 특허를 등록하였으며 1900년대초 알약을 개발하여 복용의 편이성과 복용량을 표준화했다. 최초의 합성 의약품인 아스피린의 개발 과정은 의약품의 발전 과정을 그대로 보여준다고 할 수 있다.

항생제는 미생물 배양액에서 처음 발견되었는데, 현재도 많이 사용되는 페니실린은 1900년대초 영국 임페리얼 칼리지 병원에서 알렉산더 플레밍이 발견했으며 체인과 플로리가 유효 물질을 분리, 정제했다. 이후 1941년 2월, 영국 옥스포드 대학 부속 병원이 세계 최초로 페니실린의 임상 실험에 성공했다. 페니실린은 이미 효능을 알고 있었던 아스피린과 달리 의약품 개발의 목표(미생물 사멸)를 정하고 이에 적합한 물질을 탐색, 정제, 임상실험, 대량생산하여 판매했다는 차이가 있으며 이후 개발되는 화합물의약품 들은 약물의 치료목표를 정하고 이에 적합한 후보 물질을 탐색하는 과정을 진행하게 되었다.

천연물 유래 화합물 신약 개발 이후 신약 발굴을 위한 화합물 라이브러리의 확대를 도모하고자 천연자원 확보 노력과 신규 합성이 이루어졌다 화합물 라이브러리의 확보와 함께 빠르게 유효 물질을 확인하는 탐색 시스템의 확보가 제약사의 주요한 경쟁력이 되었다.

최근에는 자동화 공정을 활용한 초고속 탐색 시스템이 현장에서 사용되고 있어 직접 초고속 시스템을 보유하고 있지 않더라도 관련된 탐색 과정의 외주도 가능하게 되었다. 초고속 탐색 시스템 개발과 동시에 실험실에서 진행되는 탐색 과정을 컴퓨터상에서 진행하는 인실리코 탐색 시스템 개발과 인공지능을 활용한 신약개발 노력도 지속적으로 이루어지고 있다.

화합물 의약품의 경우 약물은 치료 목표 단백질의 기능에 중요한 역할을 하는 활성부위에 결합하여 단백질 기능을 저해하거나 생명활동에 중요한 역할을 수행하는 효소의 기능을 저해함으로써 원하는 약효를 나타낸다. 화합물 의약품의 경우 특정한 효소와 단백질의 작용을 억제함으로써 약효를 나타내는데 인체의 조절 작용은 매우 복잡하여 하나의 단백질, 효소가 여러 가지 기능을 함께 하는 경우도 있고 하나의 기능을 여러 종류의 단백질과 효소가 나누어서 수행하는 경우도 있으므로 약물의 효과가 떨어지거나 약물에 따라서는 부작용이 많이 나타날 수 있다.

신약개발의 가장 큰 걸림돌인 부작용을 막기 위한 방법으로는 하나의 약이 하나의 목표에만 작용하는 것이 중요하며 개발 과정에서 이를 달성하기 위한 연구를 진행하지만 부작용을 완전히 제거하는 것은 현실적으로 불가능하다고 볼 수 있다. 그러나 화합물 의약품은 개발 비용과 생산 비용이 저렴한 큰 장점을 보유하고 있어 현재도 많은 신약개발 기업은 화합물 의약품 개발에 집중하고 있다.