1-2 전임상 연구, 임상시험 허가 신청 (IND) / 신약 개발 과정 [심화]

2. 전임상 연구 (Pre-Clinical Trial)

 

- 사람에 대한 후보 물질의 안정성과 효과를 확인하기 전에 동물 모델을 대상으로 생화학적 실험을 수행하는 단계

- 약물 후보군 생체 테스트를 하기 전에 생체 내 테스트(동물 실험, in vivo)를 통해 안전성, 유효성을 미리 파악하는 연구

 

보통 GLP 기준의 시설에서 시행된다. (GLP는 Good Laboratory Practice의 약자로서, 특히 독성 연구에 있어서 연구의 신뢰성, 지속성, 재생산성, 통일성 등을 유지하고 관리하기 위해 시스템적으로 따라야 하는 하나의 protocol을 의미) 

 

<전임상 연구의 6가지 주요사항> 

 

1) 전임상 유효성 평가(Pre-Clinical Efficacy Evaluation)

〮 제제학적 연구1 (Formulation Study1): 안정성, 흡수성, 용해도, 제제의 형태

〮 일반약리 연구(Pharmacology Study): 여러 장기의 기능에 미치는 효과에 대한 프로필 연구

〮 약동학적 연구(PK: Pharmacokinetics): 흡수, 분포, 대사, 배설에 대한 연구

〮 약력학적 연구(PD: Pharmacodynamics): 주요 약리작용의 프로필 연구

​

2) 전임상 안전성 평가(Pre-Clinical Safety Evaluation): 유효성 평가에 의해 효과가 어느 정도 입증된 시험약을 대상으로 수행

〮 제제학적 연구 2

〮 독성 연구(Toxicity Study - Single/Multiple, Special): 혈중농도와 독성의 관련성

〮 ADME(Absorption, Distribution, Metabolism, Extretion) - PK의 기본

​

ADME 기본 자료

<독성 평가는 in vitro와 in vivo로 나뉜다.>

 

1) in vitro

 

① 유전독성시험 : 복귀돌연변이시험, 염색체이상시험 등

② 면역독성시험 : 세포독성시험 등

③ 세포배양시험 : 화장품의 국소 자극성 등

 

 

2) in vivo -설치류 or 비설치류 이용

 

① 일반독성: 단회투여(급성);LD50 / 반복투여(4,13,26,52,104w)

② 특수독성 : 생식독성 / 발암성, 신경독성, 항원성, 면역독성, 국소독성, 국소내성, 소핵시험(유전독성항목)

③ 기타시험 : 흡입독성시험, 의존성시험, 광독성시험 등

   

 

<1) - ① 유전독성의 종류>

① 복귀 돌연변이 시험 - Salmonella 5 균주와 E.Coli 1 균주를 사용하여 시험물질이 미생물에서 돌연변이를 유발하는지, 어떤 종류의 돌연변이를 유발하는지를 조사 (His 요구성 균주 이용)

 

② 염색체 이상 시험 - 염색체이상 유발 유무와 유발 정도를 염색체 수의 이상 및 구조의 이상 판단을 통해 검색하는 시험. 염색체 이상 시험은 CHO, CHL 세포주(Chinese Hamster)나 인간의 림파구 세포에 세포독성이 나타나지 않을 정도의 농도를 사용, 염색체에 구조적, 숫적 이상 유무를 검사하는 것

 

③ 소핵시험:시험물질을 투여한 설치류의 골수세포를 확보하여 검체를 제작한 후 세포에서 유발되는 염색체의 손상을 검출하는데 사용되는 시험방법이다. 소핵의 발현 정도와 빈도를 측정하여 평가의 대상이 되는 시험물질의 유전독성 유발 능 및 그 범위를 평가하는 시험이다. 1개 이상의 용량 단계에서 재현성 있게 소핵을 가진 다염성적혈구의 수가 통계학적으로 증가하였을 때, 양성 판정으로 함.

 

<2) - ① in vivo 일반독성시험>

 

① 단회독성시험 

시험물질을 실험동물(설치류, 비설치류(주로 토끼 이용))에 1회 투여하고 그 후 중독증상 및 치사량을 정성 및 정량적으로 평가, 조사하는 시험이다. 적어도 1종에서는 암, 수 동물을 따로 사용하여 성 차를 검토한다. 단회투여시, 치사량관찰(최소치사량, LD50) 일반증상관찰, 체중의 변화, 부검소견관찰, 조직병리학적 관찰 등을 한다.

 

② 반복투여독성시험

반복적으로(1주~2년) 실험동물에게 시험물질을 적용하여 나타나는 부작용을 양적, 질적으로 평가하는 시험 폐쇄군을 사용하며 암, 수 동물을 따로 사용하여 성 차이를 검토하고 5~10마리의 설치류, 개에 대하여 임상적용경로를 원칙으로 하여 시험한다.용량은 적어도 3단계를 사용하여 확실중독량과 무해용량이 파악되도록 한다.

 

<2) - ②  특수독성시험>

 

① 생식독성

생식세포의 발생으로부터 출생 후 성장까지의 영향을 평가함으로서 인체 기형유발성, 수태장애 등의 부작용을 실험동물을 이용하여 검색하는 방법

 

- seg1 : 수태능 및 초기배 발생시험

    시험물질을 수컷은 교배 63일 전 또는 28일 전부터 교배종료 시까지, 암컷은 교배 14일 전부터 착상 시점
(임신 6일)까지 투여한 후 시험물질이 수태능력 및 임신 초기 배자 발생에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하며
보통 암수 랫드, 마우스 등을 이용한다.

 

- seg2 : 배태자 발생독성시험

    시험물질을 임신동물의 기관형성기 동안 투여한 후 태자의 기형, 치사, 발육지연 등을 유발하는지 조사하기 위하여
실시하며 보통 임신 랫드, 마우스, 토끼 등을 이용한다.

 

- seg3 : 출생전후 발생 및 모체기능시험

보통 3상 시기에 낸다. (2상 이전에 생식독성시험을미리 해놓았을 경우, 가임기 여성을 임상 2상 때 쓸 수 있다!)

    시험물질을 임신 6일부터 포육 20일까지 투여한 후 차세대 동물의 성장, 행동기능 및 생식기능 발달에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하며 주로 임신 랫드, 마우스 등을 이용한다.

 

 

<2) - ② 면역독성의 종류>

반복투여 독성시험 등에서 면역기능 및 면역장기 이상이 관찰될 경우에 면역기능에 미치는 이상면역반응을 검사하기 위해서 실시한다.

 

① 세포매개성 면역시험 (T세포)

② 체액성 면역시험 (항체, B세포)

③ 기타 - 대식세포 기능시험, NK세포 기능시험

 

 

표준 독성 시험

1) 백혈구, 과립백혈구, 림프구의 감소 및 증가와 같은 혈액학적 변화

2) 면역계통 장기의 중량 및 또는 조직학적 변화(예: 흉선, 비장, 림프절 및/또는 골수)

3) 간이나 신장에 대한 영향 같은 타당한 이유 없이 발생한 혈청 글로불린 변화는 혈청 면역글로불린의 변화를 나타낼 수 있다.

4) 감염의 발생률 증가

5) 유전독성, 호르몬 영향 또는 간 효소 유도와 같이 다른 타당한 원인이 없는 종양발생의 증가는 면역억제의 징후로 볼 수 있다.

 

위 방법을 시도했을 때 우려할만한 원인을 확인하게 되면, 추가면역독성 시험을 실시 

T세포 의존성 항체 반응(TDAR : T-cell dependent antibody response)과 같은 면역기능 시험을 수행할 것을 권장 한다. 표준독성시험에서 영향을 받은 특이적인 세포 유형이 TDAR에 관여하지 않는 경우, 이 특이적인 세포의 기능을 측정하는 분석법을 수행할 수 있다. 특이적인 표적이 확인되지 않은 경우, TDAR과 같은 면역 기능시험을 권장한다. 추가적으로 비기능적 분석법인 백혈구의 면역표현형 검사(immunophenotyping)를 실시하여 영향을 받은 특이적인 세포집단을 확인.

 

 

비임상 시험은 임상 시험 진행에 있어서 IND를 거칠 때, 근거를 제공하는 중요한 단계이다.

 

 

<IND 에 필요한 최소 자료>

 

임상 1상 진행 시 - 단회독성자료, 반복투여독성시험(2주), 안전성약리, 국소독성, 유전독성(in vitro; 복귀돌연변이, 염색체이상시험), 수컷생식장기 자료들이 요구된다.

임상 2상 진행 시 - 반복투여(2주-6개월), 유전독성(in vivo; 소핵시험), ADME, 일반약리독성

임상 3상 진행시 - 반복투여독성시험(1개월-만성), 생식발생(Seg I, II, III)

 

 

 

  *동물실험도 인간과 마찬가지로, 
1) 무분별한 동물실험 방지

2) 실험동물의 보호와 윤리적인 취급 도모

3) 연구결과의 신뢰성 증대

를 위해 동물실험 윤리위원회를 설치하여 위원회의 수칙을 준수하며 실험을 진행한다. 

 

동물실험의 원칙(동물보호법 제23조)
- 동물보호법은 동물실험에 대한 일반적 원칙인 3R 원칙(replacement, reduction, refinement)을 명시하고 있습니다(동물보호법 제 23조). 따라서 모든 동물실험은 이 원칙을 준수하여 실시하여야 합니다.

 

출처: 농림축산검역본부, 동물실험윤리제도 

 

 

 

 

3. 임상시험 허가 신청 (IND Application)

- 전임상 시험을 통해 후보물질의 안전성(독성)과 유효성이 검증되면 사람을 대상으로 하는 연구를 수행하기 위해 식약청에 임상시험 허가신청

 

- IND 승인에 필요한 자료는 개발계획, 제품의 기준 및 시험법, 제품의 구조결정 및 물리화학적 성질에 관한 자료, GMP에 관한 자료, 안전성 및 유효성에 관한 자료 및 임상시험계획서가 요구된다. 

​

- 현재 우리나라는 MFDS에서의 IND와 IRB에서의 시험기관허가승인을 동시에 하고 있음

 

- 임상 1상 , 임상 2상, 임상 3상으로 각각 올라가는 단계에서 한번 씩 모두 거쳐야 하는 단계  

​

*IRB(Institutional Review Board): 임상시험심사위원회로 계획서 또는 변경계획서, 피험자로부터 서면동의를 얻기 위해 사용하는 방법이나 제공되는 정보를 검토하고 지속적으로 이를 확인 함으로써 임상시험에 참여하는 피험자의 권리, 안전, 복지를 보호하기 위해 시험기관 내에 독립적으로 설치한 상설위원회

​

​IRB 승인을 받아야 하는 연구 - 인간을 대상으로 하는 연구로써 물리적으로 개입하거나 의사소통, 대인접촉 등의 상호작용을 통하여 수행하는 연구, 또는 개인을 식별할 수 있는 정보를 이용하는 연구, 인체유래물(배아, 체세포복제배아, 다성생식배아, 배아줄기세포주 등을 포함)을 직접 조사 및 분석하는 연구가 있다.  

 

IRB 심의 면제 대상

1) 화장품법 제 8조에 따른 안전기준에 맞는 화장품을 이용하여 사용감 또는 만족도 등을 조사하는 연구

2) 식품위생법 시행규칙 제3조에 따라 판매 등이 허용되는 식품 떠는 식품첨가물을 이용하여 맛이나 질을 평가하는 연구

3) 약물투여, 혈액채취 등 침습적 행위를 하지 않는 연구

4) 신체적 변화가 따르지 않는 단순 접촉 측정 장비, 관찰 장비에 의한 연구