피톤치드는 항천식 작용 약제로 가능성 높다
“천식은 알레르기 염증에 의한 기도과민성 질환”이라고 밝힌 김 교수는 “다른 염증 반응이 Th1 림프구와 호중구에 의한 반응인데 반해, 알레르기 염증 반응은 Th2 림프구와 호산구에 의해서 발생하므로 작용 기전이 전혀 다르다”고 설명했다. 이어 김 교수는 “호산구, Th2 림프구, 다양한 사이토카인, 화학매체의 network에 의해 발생하는 질환이므로 단일 사이토카인이나, 단일 세포가 치료의 타깃이 될 수 없다. 이들이 생성하는 사이토카인 IL-4, 5, 9, 13, 이들로부터 유리되는 화학매체도 류코트리엔, 프로스타글란딘, 혈소판활성인자 등 매우 다양해 한 가지 표적 치료만으로는 관해가 불가능한 질환”이라고 덧붙였다.
김 교수는 현재 사용 중인 cromoglycate, 스테로이드, 기관지확장제인 β2항진제, 항콜린제, xanthine 유도체를 사용하고 있지만 이들로는 천식의 근본적인 치료를 기대할 수 없다고 지적했다. 특히 강한 항염증제제인 스테로이드를 국소흡입 또는 전신 치료제로 사용하고 있지만 천식은 만성 질환이므로 흡입 스테로이드조차도 장기간의 사용에 따른 고혈압, 백내장, 골다공증, 성장장애 등의 수많은 부작용이 발생한다는 것. 그렇다면 피톤치드는 무엇이 다른 것일까. 이에 김 교수는 “30년 간 수많은 천식 약제가 개발 중이지만 현재 사용 중인 약제 leukotriene 길항제와 항 IgE가 유일하다. 피톤치드는 천식의 개개 작동 염증세포나 사이토카인, 화학매체가 타깃이 아니라 면역관해를 이루는 인터루킨 10 생성을 통한 항천식 작용을 하는 약제로써 가능성이 있다”고 설명했다. “Th2 림프구에 의해 매개되는 알레르기 반응을 조절 T 림프구로부터 생성되는 인터루킨 10이 면역관해를 이루므로 천식 완치 치료제로 가능성이 있다. 외인성 천식 환자에서 면역치료를 하는 경우에는 인터루킨 10이 생성돼 관해가 이루어지므로 천식이 완치된다”고 말한 김 교수는 이러한 이유로 인터류킨 10 생성을 촉진하는 약제 개발로 면역관해를 이뤄 천식을 완치할 수 있는 약제 개발이 반드시 이루어져야 한다고 강조했다.
시장 확대, 독성 적은 천연물 신약 개발 시급
피톤치드가 많이 함유돼 있는 편백의 정유는 항아토피 피부염 개선에 효과가 있다. 김 교수 는 아토피 피부염과 천식이 모두 알레르기 질환이라는 사실에서 출발, 편백나무 숲에서 휴식을 취한 경우 도심에서보다 호흡기능이 10% 개선된다는 연구결과를 얻었다. 이를 통해 편백정유에 항천식 작용이 있다고 추측한 김 교수는 지난 2011년 대한천식 및 알레르기 학회 봄 학술대회에서 낮은 농도의 편백정유를 흡입시킨 마우스 천식 모델에서 항천식 효능이 있다는 연구결과를 발표한 바 있다.
글로벌 천식치료제 시장은 2012년 270억 달러를 기록했다. 향후 5년간 연평균 3.3% 성장할 것으로 전망되고 있다. 하지만 이러한 시장의 확대에도 불구하고 국내 시장에는 천식 치료제가 없다고 안타까워하는 김 교수. 김 교수는 천연물 신약 개발이 그 해답이 될 것이라고 전망했다.
“천연물 신약개발은 과거 인류가 경험적으로 사용했던 것으로부터 분리·개발하게 된다. 이에 화학합성 신약개발에 비해 상대적으로 독성이 적을 것으로 예측되고 있다. 그동안 신약개발의 실패 요인 중 약 20% 내외가 독성 및 안전성 문제로 인한 것으로 추정되고 있다. 따라서 천연물 신약개발은 상대적으로 개발 성공률이 높고 그에 따라 비용이 적게 소요될 것으로 예상된다.”
임상적으로 어떤 병원에 견줘도 손색없다
충북대 의과대학 알레르기내과는 2009년 보건복지부로부터 전국의 5개 권역 호흡기전문질환센터 중 두 번째로 지정받아 최근 크게 증가하고 있는 천식 환자의 새로운 국내 신약 개발을 비롯해 다국적 기업에서 개발 중인 천식 약제의 국내임상을 책임지고 있다. 또한 국내에서는 아직 미개척분야지만 향후 중점 사업이 돼야 할 의료기기 개발 사업 중 국내산 폐기능 검사기기 개발에 참여해 개인병별 주치의와 양방향 통신이 가능한 간편 폐기능 검사 개발에 힘쓰고 있다.
지난해 알레르기내과는 다국적 항 천식 신약 임상시험 2상과 3상을 포함해 10건을 시행했고, 초정광천수 연구의 동물 실험과 아토피 피부염 환아를 대상으로 효능을 증명하기도 했다. 아토피피부염 동물 모델에서 소자의 효능을 입증하는 연구 성과도 올렸다. 뿐만 아니라 천식 동물 모델에서 피톤치드, 소자, 항원 제시 수지상세포를 이용한 각각의 항천식 효능을 규명해 국내외 학회에서 발표하고 특허 출원 및 미국 유럽 patent 출원도 이뤄냈다.
이처럼 다양한 연구와 그로 인한 성과가 가능했던 것에 대해 김 교수는 “열심히 하고 있다”는 말로 대신했다. 그렇기 때문에 임상적으로는 어떤 병원에 견줘도 손색이 없다고 자부한 김 교수는 그동안의 연구 역량을 바탕으로 올해에는 피톤치드, 소자, 항원 제시 수지상세포의 항 천식 효능의 일부 저자가 규명한 면역관해능 외의 분자생물학적인 작용기전 연구를 진행하고, 천식 환자의 악화의 가장 흔한 원인인 rhino 바이러스 연구 모델 제작을 통한 감기에 의한 천식 악화 기전연구와 치료제 개발에 힘쓸 예정이다. 또한 천식 환자의 스테로이드 사용으로 인한 악화를 조기에 측정 가능한 biomarker를 pharmacometabolomi-cs를 이용한 내인성 대사체 발견 연구에도 박차를 가한다는 계획이다.
대한민국에서 천식 환자가 고통 받지 않는 그 날까지 충북대 의과대학 알레르기내과와 김 교수의 연구열은 식지 않을 것이다.
