세마글루타이드를 주사 대신 흡입제로? 국내 연구팀이 폐 전달 가능성을 보여줌

• 세마글루타이드를 주사나 알약이 아니라 폐로 흡입시키려는 연구가 나옴

  • 한미약품, 단국대 제약공학과 조정현 교수팀, 계명대 혁신신약학과 조혁준 교수팀의 공동 연구임
  • 목표는 비만·당뇨 치료제로 유명한 GLP-1 계열 약물 세마글루타이드의 투여 방식을 바꾸는 것임
  • 세마글루타이드는 오젬픽·위고비 같은 주사제와 리벨서스 같은 경구제로 이미 상용화돼 있음

• 기존 제형은 각각 뚜렷한 약점이 있음

  • 주사제는 통증, 주사 부위 반응, 냉장 보관 문제가 있음
  • 경구제는 실온 보관은 가능하지만, 흡수 촉진제를 많이 넣어도 생체이용률이 1%에 그침
  • 펩타이드 약물 특성상 위장관을 지나면서 안정적으로 흡수시키기가 빡센 편임

• 연구팀이 주목한 경로는 폐임

  • 폐포 상피세포층은 얇고 단백분해효소 활성이 낮아서 펩타이드 약물 흡수에 유리하다고 봄
  • 주사 바늘을 쓰지 않아도 되니 환자 순응도 측면에서도 장점이 있음
  • 제형은 실온 보관이 가능한 건조분말흡입제(Dry Powder Inhaler, DPI)로 잡음

• 핵심 공정 비교는 분무건조와 동결건조였음

  • 분무건조는 건조분말흡입제 연구에서 널리 쓰이는 방식임
  • 동결건조는 원료를 얼린 뒤 진공에서 얼음을 승화시켜 수분을 제거하는 저온 공정임
  • 열에 민감한 단백질·펩타이드 안정성을 지키는 데 유리함

• 결과적으로 동결건조 쪽이 더 좋은 입자 형태를 보여줌

  • 동결건조 분말은 침상형의 미세한 형태로 얻어짐
  • 폐 심부 전달이 가능한 5μm 이하 입자의 비율, 즉 유효입자량이 분무건조보다 우월했음
  • 이 과정에서 유연물질이나 응집체가 유의하게 증가하지 않았다는 점도 중요함

• 만니톨 첨가가 또 한 번 효율을 끌어올림

  • 동결건조 시 만니톨을 넣으면 입자가 더 미세해짐
  • 세마글루타이드와 담체인 락토오스 사이의 부착력이 줄어듦
  • 약물 입자가 담체에서 더 잘 떨어지면서 폐 전달 효율이 올라간 구조임

• 최적화 수치도 꽤 구체적임

  • 유효입자량은 총 세마글루타이드 대비 최대 36.9%까지 향상됨
  • 만니톨을 넣지 않은 제제보다 뚜렷하게 개선된 결과임
  • 락토오스 담체 총량은 상용 제품과 같은 5.5mg으로 맞춤
  • 미세 락토오스 비율은 10%로 설정해 공기역학적 성능을 추가 개선함

• 동물실험에서는 흡입 경로의 가능성이 더 선명하게 나옴

  • 실험용 쥐에서 기관 내 투여군, 피하주사 투여군, 경구 투여군을 비교함
  • 건조분말흡입제의 상대 생체이용률은 15.7%였음
  • 경구 투여군은 0.01%라 흡입제가 1,000배 이상 높게 나타남

• 제품화 가능성을 보는 품질 지표도 확인함

  • 미국약전(USP) 기준에 맞는 함량균일성을 확보함
  • 단위전달량당 함량균일성도 확보했다고 밝힘
  • 즉 약물이 분말 안에 고르게 들어 있고, 한 번 흡입할 때 전달되는 양도 일정하다는 쪽의 근거임

• 연구팀의 결론은 동결건조와 만니톨 첨가를 결합한 미세화 전략이 실용적이라는 것임

  • 세마글루타이드 같은 펩타이드 의약품의 폐 전달 효율을 높일 수 있다는 주장임
  • 주사 불편함과 경구 흡수율 한계를 동시에 보완할 차세대 전달 플랫폼 가능성을 확인했다는 의미임

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기술 맥락

• 이 연구의 기술적 선택은 약물 자체를 새로 만드는 게 아니라 전달 경로와 제형을 바꾸는 쪽이에요. 세마글루타이드는 이미 효과가 알려진 약물이지만, 주사와 경구 투여가 각각 불편함과 낮은 흡수율을 안고 있거든요.

• 폐를 고른 이유는 펩타이드 약물이 망가지기 쉬운 위장관을 피할 수 있기 때문이에요. 폐포는 상피층이 얇고 단백분해효소 활성이 낮아서, 약물이 혈중으로 넘어갈 가능성을 높일 수 있어요.

• 공정에서는 분무건조보다 동결건조가 중요한 선택으로 나와요. 열에 민감한 펩타이드 약물을 다루면서도 5μm 이하의 미세 입자를 얻어야 했기 때문에, 저온에서 수분을 제거하는 동결건조가 더 맞았던 거예요.

• 만니톨을 넣은 것도 단순 첨가제가 아니라 전달 효율을 바꾸는 변수예요. 세마글루타이드 입자가 락토오스 담체에 너무 강하게 붙어 있으면 폐까지 가기 전에 제대로 분리되지 않거든요. 부착력을 낮춰야 실제 흡입 성능이 좋아져요.

• 결국 이 연구의 포인트는 생체이용률이에요. 경구 투여군 0.01%와 흡입제 15.7%의 차이는 제형과 전달 경로가 약물 경험을 얼마나 크게 바꿀 수 있는지 보여줘요.