주사제형의 분류
약물전달 시스템을 투여경로에 따라 다양한 형태로 분류됩니다. 입으로 먹을 수 있는 경구제형, 주사기를 이용한 주사제형, 몸에 붙여서 약물이 전달될 수 있는 패치제형 등으로 구별됩니다. 합성 의약품의 경우에는 주로 경구제형으로 개발되어 쉽게 복용할 수 있는 장점이 있으나, 생물 의약품은 아직까지 주사제형으로 개발이 많이 되고 있습니다. 생물 의약품은 주로 단백질로 이루어진 치료제가 많은데, 단백질이 몸속에서 활성화되기 위해서는 주사제로 직접 투여해야 약물 효과가 뛰어나기 때문입니다. 주사제형에도 어떤 방식으로 주입하느냐에 따라 여러 가지로 구별됩니다. IM(IntraMucular)는 근육주사이며 근육 내부로 약물을 주입하는 방식으로 흡수가 빠르고 효과가 오래 지속됩니다. 성조숙증 치료제, 알피트, 라식스 등의 치료제가 IM 방식으로 개발되었습니다. SC(SubCutaneous)는 피하주사라고하며, 피하조직에 약물을 주사하는 방식으로 흡수가 느리지만 투약이 간편하여 많이 선호하는 제형입니다. 이 제형에 대해서는 다음 챕터에서 자세히 설명하겠습니다. IV(IntraVenous)는 정맥 내부로 약물을 주입하는 방식으로 흡수가 빠르고 효과가 가장 뛰어나기 때문에 많이 개발되고 있는 방식입니다. ID(IntraDermal) 피내주사는 피부 내부에 약물을 주입하는 방식으로 흡수가 느리지만 지속효과가 오래 유지됩니다. ICV(IntraCerebroVentricular)는 뇌실내주사라고 하며, 뇌실 내부로 약물을 주입하는 경우에 사용합니다. IV로 주입된 약물은 뇌를 통과하는 것이 불가능하다고 알려져 있습니다. 이를 해결하기 위해서 여러 연구가 진행되고 있지만, 가장 효과적으로 뇌에 약물을 주입하기 위해서는 ICV가 가장 적절한 방법 중 하나입니다. IT(IntraThercal)은 척수주사로 척수 내부로 약물을 주입하는 방식이며, 척수액에 직접 작용합니다. 이 밖에도 IA(IntraArteial) 동맥주사, IO(IntraOsseous) 골수주사 등으로 주사부위에 따라 다양하게 주사제형을 분류합니다.
피하주사의 소개
현재 시점에서 주사제형 중 가장 연구개발이 많이 진행되고 있는 제형은 피하주사 제형일 것입니다. 많은 생물 의약품은 정맥주사를 통해 그 효과를 직접적으로 전달해 왔습니다. 하지만, 생물 의약품의 약물의 반감기가 짧기 때문에 매 시간, 매일 주사를 맞아야 한다는 점에서 환자는 많은 고통을 받고 있습니다. 불편한 몸으로 매일 주사를 맞는다는 것 자체가 환자에게는 부담이고 스트레스일 것입니다. 피하주사는 이런 환자의 고통을 덜어주고자 하는 목적으로 개발이 되고 있습니다. 최근 기술의 발전과 연구 개발의 노력으로 반감기가 길어지는 생물 의약품이 증가하고 있습니다. 반감기가 길어지는 만큼 약물에 효과와 전달력도 증가하고 있는데, 정맥주사가 아닌 피하주사만으로도 약물의 효과를 100% 전달할 수 있는 약물이 개발되고 있습니다. 피하주사는 2013년 일본 다케다제약의 면역결핍치료제 '하이큐비아'가 허가받은 이후로 각광받기 시작하였고, 여러 기업에서 피하주사 제형을 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 피하주사가 정맥주사와 동일한 효과를 내기 위해서는 고농도의 약물을 투여해야 합니다. 같은 용량에서 더 높은 농도의 약물을 주입할 수 있어야 약물의 효과를 100% 발휘할 수 있기 때문입니다. 피하주사의 방식은 세포외기질(ECM : Extracellular Matrix)에 있는 히알루론산(Hyaluronic acid)을 분해하여 약물이 몸속으로 스며들도록 공간을 열어주는 방식으로 사용됩니다. ECM은 세포 주변에 존재하는 여러 단백질, 당 등으로 구성되어 있는 구조물입니다. 이 구조물이 몸을 지탱할 수 있게 해주는 역할을 하며, 세포의 이동, 치유 등 다양한 세포 활동에 영향을 미치는 공간입니다. 이 공간을 통해 몸속으로 약물을 주입하는 기술이 피하주사 제형의 원리입니다.
히알루노니다제
피하주사 제형의 약물이 ECM을 뚫고 몸속으로 들어가기 위해서는 ECM에 있는 히알루론산을 분해하여 공간을 확보하는 것이 가장 중요합니다. 이 히알루론산을 분해시켜 주는 요소가 히알루노니다제라는 효소입니다. 히알루론산은 여러 개의 당으로 구성되어 있는 다당체인데, 친수성을 나타내고 있습니다. 따라서 물을 흡수하여 결합하면 젤리와 같이 단단한 형태로 변하게 되고, 이런 형태가 몸의 구조를 지탱해 주는 역할을 하는 것입니다. 이러한 히알루론산을 분해하는 히알루노니다제는 1940년대부터 이미 알려져 사용하고 있었습니다. 과거에는 주로 동물유래의 히알루노니다제를 사용하였기 때문에 인간에 사용하기에는 면역 부작용 등의 문제가 발생하였는데 이를 극복하고 만들어진 인간 히알루노니다제가 할로자임이라는 생명공학 기업에 의해 2005년 탄생하게 됩니다. 할로자임이 개발한 Hylenex는 인간 히알루노니다제로 FDA에 승인을 받은 제품이며 일부 염기서열에 대해 특허권을 보유하고 있어, 독점적으로 개발해왔습니다. 국내에서도 이 특허를 피해 세계에서 두 번째로 인간 히알루노니다제를 개발한 알테오젠이라는 회사가 있습니다. 피하주사 제형에 대한 관심도가 높은 만큼 이 제형을 이용하여 약물을 개발하려고 하는 많은 기업이 있는 만큼, 경쟁이 심화될 것으로 보입니다. 모든 연구 개발의 기조는 환자의 편의성에 대해서 고민하는 것에서 출발합니다. 이러한 고민을 해결하기 위해 많은 기업에서 노력하는 만큼 이런 기술에 대해서도 관심을 갖고 더 나은 환경이 만들어지도록 응원이 필요할 것입니다.