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Medicinal Chemistry

Medicinal Chemistry (의약화학 / 의약합성)



의약화학 (의약합성)

 “의약화학”이란 ① 약물이 생체 내에서 작용하는 반응 메카니즘을 분자수준에서 분석하고, ② 화학구조와 생리활성(Activity), 약동력학(Pharmacokinetics), 독성(Toxicity) 등의 상관관계를 정립하며, ③ 이러한 자료를 기초로 더욱 향상된 기능의 약물을 설계 및 합성하는 복합적인 과정을 의미한다.


신약개발 (미국 FAD 기준)

 신약개발은 유기합성, 약동력학, 독성학 등의 학문과 공동으로 진행하는 대표적인 학제간(Interdisciplinary) 연구분야이다. 

① 신약개발은 우선 목표를 정하고 철저한 문헌조사를 통하여 "출발물질의 구조를 설계 및 합성(유기화학)"하고 동시에 신규물질의 "약효검색방법"을 확립해야 한다. 

② 합성된 물질의 구조와 약효를 종합적으로 검토하면서 가능성 있는 선도물질(Lead)을 얻으면 구조를 최적화하는 과정(Lead optimization)이 진행되고, 이중에서 치료제의 가능성이 있다고 평가되는 대상물질 2-3개 정도를 선정하여 보다 광범위한 일반약리 및 독성시험을 실시한다. 이러한 전임상시험(Preclinical test)은 목적하는 물질이 인체에 안전하다는 것을 동물실험을 통하여 입증하는데 있으며, 전임상시험을 위해서는 많은 양의 물질이 필요하기 때문에 목표화합물을 대량으로 합성할 수 있는 방법의 개발이 선결조건이 된다. 

③ 전임상시험을 성공적으로 통과하면 임상시험에 들어가는데 1차 임상시험은 일반적으로 20-60명 정도의 건강한 남성을 대상으로 주로 약물의 안정성을 검사한다. 초기 2차 임상시험은 질병의 치료나 예방에 있어서의 약의 효력에 관한 절대시험으로 신약개발과 평가에 있어서 가장 중요한 과정이고, 후기 2차 임상시험은 기존 약물과의 비교 임상시험으로서 엄격하고 객관성 있게 자료를 수집하여 결과를 분석한다. 3차 임상시험은 신약허가를 신청하기 전의 마지막 단계로서 대규모의 환자를 대상으로 실시하며 그 결과는 통계학적인 해석을 거쳐 인간에 대한 안전성 및 유효한 치료제로서의 증거를 확보하는데 사용된다. 3차 임상시험을 무사히 통과하면 약에 관한 모든 자료를 수합하여 FDA에 신약허가신청을 하게 되고, FDA로부터 허가를 얻으면 시판에 들어갈 수 있다.


경제적 가치

 
미국에서 하나의 신약이 상품화될 때까지의 통계자료를 보면 검색물질 5,000개중 1, 5천만불-7천만불(5,000-7000; 1=1,000)의 연구비 소요, 그리고 약 7년의 개발기간이 필요한 것으로 분석된다. 그러나, 신약으로 승인되는 경우에는 그 약물의 부가가치가 이러한 위험요소를 모두 상쇄시키고도 남음이 있기 때문에 세계적인 제약회사에서 경쟁적으로 신약개발에 매진하고 있다.

 구체적인 예로서 최근에 논란의 중심에 있는 한미 FTA 협상에서 의약품 가격 책정이 가장 핵심적인 의제가 되었다는 사실에서 신약개발의 경제적 가치를 미루어 짐작할 수 있다.실제로 국내 일반의약품 시장에서 2005년 매출액 기준으로 1 (1735), 3 (1103억원), 7, 8, 10위가 다국적 회사의 제품이고, 처방 의약품 “Top 10"에서 외국산 의약품이 1-3위를 포함하여 7개를 차지하고 있다

 비록 신약개발이 막대한 자본과 인력, 그리고 오랜 시간을 필요로 하지만, 우수한 인적자원을 보유하고 있는 우리나라의 강점을 지식기반 산업인 신약개발에 접목시키면 그 성공 가능성이 매우 높을 것이라 생각된다. 그 예로는 짧은 연구기간에도 불구하고 이미 다수의 국내 신약이 개발되어 시판되고 있고 추가적인 국내외용 신약이 활발하게 개발되고 있으며, LG 생명과학에서 FDA 신약인 “Factive”를 개발한 것을 들 수 있다.

 
세계 의약품 매출액 순위 (94년 기준)


Project : 심부전증, 강심제, 항혈전제 및 패혈증 치료제 개발연구

         (서강대, 천연물과학연구소, 경상대 및 KIST 공동연구)

 연구배경 및 필요성

 
의학을 비롯한 생명과학관련 분야의 비약적인 발전에 힘입어 인간의 평균수명은 꾸준히 늘고 있으나, 인간수명이 연장되면서 노령인구가 증가하여 각종 성인병의 발병이 높아지고 있다. 최근 통계에 의하면 이 중에서도 고혈압, 심근경색, 혈전성 질환, 심부전증 등 심장 순환기계 질환들은 국내에서 사망률 1위로 차지할만큼 발병율이 큰 것으로 조사되고 있다.

② 연구목표

 
심부전증의 치료에는 Digitals계의 강심 배당체들을 주로 이용하고 있으나 안전역이 매우 좁은 단점이 있고, dobutamine 등의 catecholamine 유도체 등은 쉽게 대사되어 작용시간이 짧기 때문에 응급시 단시간의 치료목적으로만 사용되고 있다. 따라서 보다 안전하고 생체내에서 안정한 새로운 강심작용 물질의 개발이 절실히 요구되고 있다.

③ 연구방향

 
부자는 미나리아제비과에 속하는 다년생식물로서 한국, 중국, 일본 등에서 강심, 이뇨,진통억제의 목적으로 전통의학에서 널리 이용되고 있다. 과학자들은 1970년대에 부자에서 강심작용을 보이는 유효성분을 분리하여 구조를 규명하였고 이 화합물을 Higenamine이라 명명하였는데, Tetrahydroisoquinoline(THI)을 모핵으로 하는 Higenamine은 그 후에 심장수축력 및 혈관이완 작용도 있음이 밝혀졌다. 그러나 Higenamine은 정맥 투여시 작용시간이 5-8분으로 매우 짧아서 강심작용을 지속시키기 위해서는 피하주사를 해야 할 것으로 예상되기 때문에 본 연구팀에서는 Higenamine C1 위치의 (4-hydroxphenyl)methyl기를 다른 치환기로 바꾸어 기존약제인 dobutamine과 비교, 검토, 및 평가함으로써 경구투여가 가능한 심부전증 치료제의 개발을 목표로 새로운 물질을 합성하였다. 

 

④ 연구결과

 (S)-YS-49 화합물은 위에서 언급한 다양한 생체내 기능을 갖는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 상업화를 하기 위해서는 “물질특허의 확보” 및 “시장성”을 동시에 만족해야 하는데,이런 관점에서 본 연구팀과 ()종근당은 특정 효능을 선별하여 세계를 대상으로 하는 신약을 개발하고자 노력을 하는 중이다. 자세한 내용은 현 상황에서 적절치 않다고 생각되어 생략한다.

 
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