#<렘데시비르 200배 효과 치료제 발굴..게임체인저 되나?>
국내 연구진이 새로운 기법을 고안해 기존 수천개의 약물 중 코로나19 바이러스에 효과가 있는 치료제 후보 물질을 세계 최초로 찾아냈다.
미국의 렘데시비르(베클러리)보다 200배 더 효과가 뛰어나고, 이미 약물로 쓰이고 있어 인허가 절차가 간편하며 먹는 약(경구용) 형태로 복용도 훨씬 간편해 향후 전임상시험 등을 거쳐 정식 승인될 경우 코로나19 치료의 '게임 체인저'가 될 수 있다는 반가운 소식을 포스팅 한다.
'렘데시비르' 200배 효과 치료제 발굴..'게임체인저' 되나
❶한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 이상엽 특훈교수와 한국파스퇴르연구소 김승택 박사 공동 연구팀이 ‘약물 가상 스크리닝 기술을 이용한 코로나19 치료제 후보물질’ 발굴에 성공했다고 8일 밝혔다.
▲현재 코로나19 치료 목적으로 미국 식품의약국(FDA)에서 정식 승인을 받은 렘데시비르가 임상에서 사용 중이지만 사망률은 감소시키지 못하고 회복기간을 5일 정도 단축함으로써 치료 효과가 기대에 미치지 못하는 것으로 알려졌다.
▲또한 렘데시비르는 정맥주사제로, 의료기관에 입원해 수일 동안 투여받아야 한다는 단점이 있다.
❷연구팀은 미 식품의약국(FDA) 승인 약물 또는 임상 진행 중인 약물을 데이터베이스에서 수집해 6218종의 약물 가상 라이브러리를 구축한 후 바이러스 치료제로 가능성이 있는 약물만 신속하게 선별했다.
▲KAIST 연구팀의 장우대 박사는 먼저 FDA 승인 약물 또는 임상 진행 중인 약물을 데이터베이스에서 수집해 6218종의 약물 가상 라이브러리를 구축했다.
▲연구팀은 팬데믹 상황에 대응한 신속한 치료제 개발을 위해 가상 스크리닝 기술을 이용한 약물 재창출 전략을 수립했다.
▲약물 재창출은 이미 안전성이 검증된 FDA 승인 약물 또는 임상 진행 중인 약물을 대상으로 새로운 적응증을 찾는 방식이다.
▲실험으로 이 약물들을 모두 검증하기에는 시간과 비용이 많이 소요되기 때문에 바이러스 치료제로 가능성이 있는 약물만 신속하게 선별할 수 있는 컴퓨터 기반 가상 스크리닝 기술을 도입했다.
❸바이러스 치료제로 주로 사용되는 핵산 유사체(nucleotide analogues) 기반 전구약물(prodrug)의 활성형 구조를 자동으로 생성하는 알고리즘도 개발했다.
❹연구팀은 후보 화합물 28종을 찾아내 이중 7종의 약물에서 항바이러스 효과를 확인했고, 추가 검증 실험 결과 3개 물질에서 코로나19 바이러스 치료 효과가 발견됐다.
▲연구팀은 가상 스크리닝 플랫폼으로 사스-코로나바이러스-2의 복제와 증식에 필수적인 역할을 하는 단백질 가수분해 효소와 RNA 중합효소를 저해할 수 있는 후보 화합물을 15종과 23종으로 각각 선별했다.
▲이후 가상 스크리닝으로 선별된 38종의 약물에 대해 한국파스퇴르연구소의 생물안전 3등급 실험실에서 세포 이미지 기반 항바이러스 활성 분석 플랫폼을 활용해 약효를 검증했다.
▲먼저 사스-코로나바이러스-2를 감염시킨 원숭이 신장세포를 이용한 시험관 내 실험을 수행한 결과, 38종의 약물 중 7종의 약물에서 항바이러스 활성이 확인됐다.
❺암 및 특발성 폐섬유증(idiopathic pulmonary fibrosis)으로 임상이 진행 중인 오미팔리십(omipalisib), 암 및 조로증(progeria)으로 임상이 진행 중인 티피파닙(tipifarnib), 식물 추출물로써 항암제로 임상이 진행 중인 에모딘(emodin) 등 3종의 약물이었다.
▲검증된 7종의 약물에 대해 인간 폐세포에서 추가적인 검증 실험을 수행했고, 3종의 약물에서 항바이러스 활성이 확인됐다.
❻이중 오미팔리십은 현재 코로나19 표준 치료제인 렘데시비르 대비 항바이러스 활성이 약 200배 이상 높은 것으로 확인됐다.
▲이들 후보 약물에는 암 및 특발성 폐섬유증으로 임상이 진행 중인 ‘오미팔리십’, 암 및 조로증으로 임상이 진행 중인 ‘티피파닙’, 식물 추출물로써 항암제로 임상이 진행 중인 ‘에모딘’이 있다.
▲특히 오미팔리십은 현재 코로나19 표준 치료제인 렘데시비르 대비 항바이러스 활성이 약 200배 이상 높은 것으로 확인됐고, 티피파닙은 렘데시비르와 유사한 수준으로 항바이러스 활성이 확인됐다.
▲이들 후보약물은 모두 주사제가 아닌 경구용 약물로 개발중이다.
❼티피파닙도 렘데시비르와 유사한 수준으로 항바이러스 활성이 확인됐으나 이중 하나의 약물의 동물 실험 결과 독성이 나타나 3개 약물 모두를 대상으로 추가적인 전임상 시험을 진행할 예정이다.
❽연구팀은 약물의 독성을 최소화하면서 치료 유효 농도에 도달할 수 있는 최적의 약물 농도를 찾기 위해 추가적인 전임상시험을 진행할 예정이며 나머지 후보 약물들에 대해서도 전임상시험을 계획 중이다.
❾만약 연구팀이 발굴한 물질이 정식 승인될 경우 한계가 많은 렘데시비르를 능가하는 코로나19 치료제의 '게임체인저'가 될 전망이다.
▲렘데시비르는 미국 제약사 길리어드사이언스가 2013~2016년 서아프리카의 에볼라 유행 당시 에볼라바이러스의 치료제로 개발한 항바이러스제이고 에볼라 치료에는 효능을 입증하지 못하면서 개발이 중단됐으나 코로나19 환자의 회복 기간을 줄였다는 연구결과가 발표되면서 가장 주목받는 코로나19 치료제로 2020년 5월 FDA로부터 긴급 사용 승인을 받은 지 5개월 만으로, 이로써 렘데시비르는 미국에서 코로나19 치료용으로 승인받은 최초이자 유일한 의약품이 됐다.
▲렘데시비르는 FDA 승인에도 불구하고 사망률을 낮추지 못한 채 회복 날짜만 5일 정도 앞당기는 데 그쳐 실망감을 주고 있다.
▲또 정맥 주사제여서 입원해 수일 동안 투여 받아야 한다. 반면 연구팀이 발굴한 약물들은 먹는 약 형태여서 처방과 약물 공급, 투여가 훨씬 간편하다.
❿세포 수준에서 항바이러스 효과가 확인된 약물은 바이러스 감염 동물 모델을 이용한 전임상시험이 필요하다.
⓫그러나 이 과정에서 동물에 대한 약물 독성이 나타났다.
▲약물의 독성을 최소화하면서 치료 유효 농도에 도달할 수 있는 최적의 약물 농도를 찾기 위해 추가적인 전임상시험을 진행할 예정이다.
▲늦어도 오는 8월말까지 전임상시험을 마치고 이를 토대로 본격적인 임상시험에 돌입한다는 것이 연구팀의 설명이다.
⓬이상엽 특훈교수는 “이번 연구를 통해 신종 바이러스 출현 시 신속하게 대응할 수 있는 기반 기술을 마련했다는 데에 의의가 있다”며 “향후 코로나바이러스 계열의 유사한 바이러스나 신종 바이러스 출현 시에도 적용할 수 있는 기술을 개발하고자 한다”고 말했다.
⓭이번 연구 결과는 국제 학술지인 '미국국립과학원회보(PNAS)'에 지난 7일 온라인 게재됐다.
⓮렘데시비르는 중증 이상 코로나 확진자에게 투약 후 치료 기간을 15일에서 11일로 단축하는 효과가 있는 것으로 이는 정식 치료제는 아니며 혈중 산소량이 적거나 산소요법치료, 인공호흡기 등의 치료를 받아야 하는 중증환자에 국한된 치료제이므로 국산 셀트리온의 코로나19 치료제 렉키로나주(정맥 주사제)와 더불어 코로나 종식에 기여하는 약이 되었으면 한다.