한국원자력의학원-오스트리아 비엔나 의과대학 공동 임상연구 성과 발표

“가속질량분석기(AMS)로 피부 신약 후보물질 평가”

한국원자력의학원은 오스트리아 비엔나 의과대학과 공동으로 피부에 바르는 소염진통제 디클로페낙을 대상으로 가속질량분석기(AMS)를 활용하여 피부조직과 전신의 약물 흡수율을 분석한 임상연구 결과를 1일 발표했다.

피부에 직접 바르는 국소 약물은 피부조직에만 약리학적 효과를 나타내고 전신 흡수는 최소화하는 것을 목표로 임상시험이 수행된다. 피부조직에 흡수된 약물농도를 측정하기 위한 기존 임상기법들은 피부조직을 직접 채취해 피험자의 부담이 크고 정확도가 떨어지는 한계가 있으며, 전신에 흡수된 약물농도 측정의 경우 약물의 혈중 농도가 매우 낮고 미량이기 때문에 고감도 분석기법이 필요하다.

가속질량분석기(AMS, Accelerator Mass Spectrometry)는 사람에게 해가 없는 초극미량의 방사성동위원소 탄소-14(14C)가 포함된 신약후보물질을 인체에 주입하고 혈액이나 소변, 대변의 탄소-14를 측정해 신약후보물질의 인체 내 흡수, 분포, 대사, 배설 등을 정밀하게 분석하는 첨단 임상시험 기법에 활용된다. 제약 선진국에서는 탄소-14를 이용한 신약개발 임상시험이 이미 필수적인 요소로 활용도가 높으며, 국내에서는 지난 2019년 한국원자력의학원이 국가RI신약센터를 개소해 탄소-14를 이용한 신약개발 지원 서비스를 하고 있다.

이번 공동연구는 오스트리아 비엔나 의과대학에서 임상연구를 진행하고, 한국원자력의학원은 가속질량분석기로 시료 분석을 수행했다. 연구팀은 8명의 건강한 성인을 대상으로 탄소-14를 표지한 디클로페낙을 극미량과 실제 치료용량으로 나눠 피부에 투여하고, 미세투석법*으로 채취한 피부조직액(피부조직 약물 흡수율 측정)과 정맥에서 채취한 혈액(전신 약물 흡수율 측정)의 탄소-14 농도를 가속질량분석기로 비교 분석했다.

 먼저 탄소-14를 표지한 디클로페낙 62마이크로그램(μg)을 피부에 극미량 투여 후 피부조직과 전신 흡수율을 측정하고, 이어 탄소-14를 표지한 디클로페낙 51마이크로그램(μg)과 표지하지 않은 일반 디클로페낙 120밀리그램(mg)을 병용한 실제 치료용량을 피부에 투여 후 피부조직과 전신의 약물 흡수율을 측정했다.

  피부조직 약물 흡수율을 측정하기 위해 미세투석법으로 24시간 동안 지방 조직에서 피부조직액을 채취해 가속질량분석기로 분석한 결과, 피부조직액의 총 탄소-14 농도는 극미량 투여 시 평균 0.086pg/mL였고, 실제 치료용량 투여 시 평균 0.048pg/mL로 나타났으나, 피험자 간 변동성이 커 극미량과 실제 치료용량 투여 시 피부조직 약물 흡수율은 통계적 유의성이 없음을 확인했다. 

전신 약물 흡수율을 측정하기 위해 24시간 동안 정맥에서 채취한 혈액을 분석한 결과, 혈액의 총 탄소-14 농도는 극미량 투여시 평균 1.65pg/mL였고, 실제 치료용량 투여 시 평균 0.43pg/mL로 나타나, 실제 치료용량 보다 극미량 투여 시 전신 흡수율이 평균 3.84배 높은 것을 확인했다. 

 연구팀은 피부조직 미세투석액 분석과정에서 0.029피코그램 퍼 밀리리터(pg/mL)까지 탄소-14 측정이 가능한 가속질량분석기의 정량한계를 확인했으며, 이를 통해 약제에 표지된 극미량의 탄소까지 검출 가능한 가속질량분석기의 탁월한 분석 민감도를 입증했다.

이번 연구는 ‘약물대사 및 약동학 분야 국제 학술지(Drug Metabolism and Disposition)’ 2025년 7월 1일자에 게재됐다.