비아그라는 원래 고혈압 치료제로 개발됐는데 어쩌다 발기부전 치료제가 됐을까요? [사진=pfizer]
과학계는 ‘세렌디피티(Serendipity)’라는 단어를 좋아합니다.
세런디피티는 ‘행운’의 다른 말로 사용되기도 하는데 ‘우연히, 예기치 않게, 운수 좋게, 새로운 것을 발견해내는 능력’을 의미합니다. 영국의 문호였던 호레이스 월폴이 1754년 1월28일 친구에게 보낸 편지에서 이 단어를 언급합니다.
월폴은 이 편지에서 “‘세렌딥(스리랑카의 옛이름)의 세 왕자’라는 동화에 나오는 왕자들이 ‘그들이 미처 몰랐던 것들을 항상 우연하면서도 지혜롭게 발견’하는 모습에서 이 단어를 만들었다”고 설명합니다. 그러니까 어원은 ‘스리랑카’의 나라이름인 셈입니다.
과학계에서는 실험 도중 실패해서 얻은 결과에서 중대한 발견을 하거나 발명을 하는 것을 ‘세렌디피티적 발견·발명’이라고 표현합니다. 과학 발전의 역사를 보면, 세렌디피티적 발견과 발명이 의외로 많습니다. 알렉산더 플레밍의 ‘페니실린’ 발견, 퍼시 스펜서의 ‘전자레인지’ 발명, 스펜서 실버와 아트 프라이의 ‘포스트잇’ 발명 등이 이런 경우에 해당됩니다.
발기부전 치료제로 널리 알려진 ‘비아그라’와 해열·진통제로 가정상비약으로 자리잡은 ‘아스피린’도 세렌디피티적 발견으로 탄생한 의약품입니다.
비아그라는 원래 고혈압 치료제로 개발됐습니다. 정확하게는 심장질환에 도움이 되는 혈관확장제로 개발됐지요. 비아그라의 원료인 ‘실데나필’은 고혈압 효과와 부작용에 대한 동물실험에서 합격점을 받지만, 사람을 대상으로 한 임상시험에서는 불합격 판정을 받게 됩니다. 건강한 사람을 대상으로 약이 투여됐지만 고혈압치료제로는 부적격이었고, 협심증 치료제로도 오래전에 개발된 니트로글리세린보다 효과가 미미했던 것입니다.
그러다 1992년 일부 시험자 중에서 발기가 되는 부작용이 발견됩니다. 막대한 연구비를 선투자한 제약사 화이자는 ‘발기부전 치료제’ 개발로 방향을 틀었고, 오랜 임상시험을 거쳐 1998년 3월27일 마침내 비아그라는 발기부전 치료제의 신약허가를 받게 됩니다.
최근 비아그라는 발기부전은 기본이고, 망막질환과 고산병 치료제, 소아의 폐동맥 고혈압 치료에도 사용되는 등 효능을 넓혀가고 있습니다.
아스피린은 위장 출혈을 일으키는 ‘살리실산’의 부작용을 해결하기 위해 다른 물질과 합성하면서 더 좋은 효능을 발견한 경우입니다. [사진=유튜브 화면캡처]
해열·진통제로 누구나 즐겨찾는 가정상비약으로 자리잡은 ‘아스피린’은 먹는 살균제로 개발됐습니다. 아스피린은 1830년대 버드나무 껍질에 있는 ‘살리실산(Salicylic acid)’이라는 물질이 약효를 낸다는 점을 발견했고, 먹는 살균제로 사용하기 시작했습니다. 그러나 살리실산은 먹으면 구역질이 날 만큼 맛이 고약했고, 위점막을 자극해 위장 출혈이 일어나는 부작용이 있었습니다.
1897년 제약사 바이엘의 화학자 펠릭스 호프만은 살리실산의 이런 부작용을 없애기 위해 살리실산에 식초의 원료인 아세트산을 합성합니다. 이 아세트산 합성체로 실시한 임상시험에서 해열과 관절염의 통증을 억제하는 효과가 새로 발견되고, 기존 부작용마저 줄어든다는 최상의 결과를 얻게 됩니다. 부작용을 줄이기 위한 시도가 예상치 못했던 행복한 결과를 가져온 것이지요.
바이엘은 살리실산을 처음 얻을 때 장미목 조팝나무과(Spiraea)의 식물에서 얻었고, 아세틸로 합성했다는 의미로 머리글자 ‘a’를 붙여 ‘아스피린(Aspirin)’이라고 명명해 1899년에 출시됩니다. 아스피린이 널리 알려진 계기는 1918년 종전한 제1차 세계대전이라고 합니다. 전후의 극심한 스트레스에 내몰린 사람들이 아스피린을 만병통치약처럼 찾아 1920~30년대는 ‘아스피린 에이지’라고 불리게 됩니다.
아스피린은 인류 역사상 가장 많이 팔린 약으로도 알려져 있습니다. 생산량은 5000mg 알약 기준으로 매년 1000억 알 정도 분량인데 1열로 줄세우면 지구에서 달까지 한 번 반 정도 왕복할 수 있는 거리입니다. 미국에서는 연간 1800만톤 가량의 아스피린이 생산되는데 이는 1인당 300정도에 해당되는 양이라고 합니다. 실제 소비량은 전 세계에서 매년 600억 알 정도된다고 합니다.
세렌디피티적 발견으로 탄생한 바이그라와 아스피린은 이제 오남용을 걱정해야 할 만큼 많이 먹는 약이 됐습니다. 일상에서도 세렌디피티가 자주 일어나면 좋겠습니다.
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아래는 2022년 6월 29일 뉴스입니다~
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‘비아그라’ 뜻밖 효능 어디까지…치매 이어 식도암 생존율도 높여
동물실험서 부작용 없이 화학 단독요법보다 효과 커
화이자에서 제조한 비아그라 알약. 2022.04.12/뉴스1 © AFP=뉴스1
29일 영국 BBC 등 현지 언론은 영국 사우샘프턴대학병원과 영국 암연구소(Cancer Research UK) 연구팀이 발기부전 치료제 성분이 식도암치료에 도움이 될 수 있다는 연구 결과를 내놓았다고 보도했다.
해당 연구 결과는 지난 21일 국제학술지 ‘셀리포트메디신(Cell Reports Medicine)’에 게재됐다.
연구팀은 약물에 있는 포스포다이에스터레이스5(PDE5) 효소를 억제하는 성분이 식도 종양 주변에 있는 암 연관 섬유아세포(CAF)를 표적으로 해 항암치료 효과를 높인다고 설명했다. 주변 종양 미세환경 활동을 억제해 항암 요법 내성을 줄인다는 설명이다.
CFA는 종양에 영양을 공급하고 보호하는 작용을 해 표준 항암치료법인 화학요법 효과를 떨어뜨려 식도암 치료 중 내성이 발생하는 주 원인이다. 연구팀에 따르면 식도암 환자 중 10년 이상 생존하는 비율은 10명 중 1명 꼴이다.
연구팀은 원래 혈관벽에서 발견되는 PDE5 효소가 건강한 식도 조직에 비해 식도 선암종에서 더 높다는 것을 발견했다. 특히 종양비세환경 내 CAF에서 높은 PDE5 수치를 보인다는 사실을 발견했다.
연구팀은 식도암 환자 8명으로부터 채취한 암세포로 인공 종양 표본을 만들어 표준 항암제와 PDE5 억제제를 함께 투여했다. 실험 결과 화학요법에 반응이 없었던 12개 표본 중 9개에서 CAF에 항암치료가 민감하게 반응했다.
또 연구팀이 화학요법에 내성이 있는 식도 종양을 이식란 생쥐를 대상으로 실험한 결과 화학요법과 PDE5 억제제 병용요법은 부작용 없이 화학요법 단독요법에 비해 종양을 더 많이 줄였다.
연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 곧 PDE5 억제제와 화학요법을 병용하는 임상1·2상을 진행할 계획이다. BBC는 연구팀이 향후 18개월 내에 임상시험에 들어갈 것으로 예상했다.
연구팀은 “높은 PDE5 수치는 식도암 환자 생존과 관련이 있다는 것을 발견했다. 이는 PDE5가 식도암 치료를 위한 효과적인 표적이 될 것임을 시사한다”며 “이 치료법이 성공하면 향후 5~10년 이내에 식도암 진단을 받는 환자 중 상당수를 도울 수 있을 것”이라고 말했다.
한편 지난해 12월에는 미국 클리브랜드 연구팀이 비아그라의 실데나필 성분이 알츠하이머 발병 위험을 69% 감소시키는 것과 유의하게 관련이 있음을 발견했다. 특히 실데나필은 알츠하이머 별병 위험과도 관련이 있는 것으로 알려진 관상동맥질환, 고혈압 또는 2형 당뇨병을 앓는 환자들에서도 발병이 감소한 것으로 나타났다.