서구식 식생활로 습관이 변화하고 생활 속 스트레스 및 환경오염 등 다양한 발병인자가 증가하면서 국내 암 환자의 발생률은 매년 증가하고 있다. 한국한의학연구원에 따르면 국내 암환자 발생률은 매년 5% 이상 증가하고 있으며 최근 암으로 인해 사망한 사망자 수는 전체 사망률의 12%를 차지할 만큼 사망 원인의 높은 비율을 차지한다.
과거에 비해서는 현재의 암 치료율은 상당히 높아졌다고 하지만 여전히 암은 완벽한 정복이 어려운 질병 중 하나다. 특히 암이 발생하면 외과적 수술과 방사선 요법, 화학요법 등을 통해 치료가 진행되는데 이를 통해서도 주위 조직 속에 침윤하거나 림프선에 전이한 현미경적 병소를 완전히 제거하는 것은 힘들다는 문제점이 있다.
뿐만 아니라 기존 항암제의 경우 탈모와 오심, 설사, 구강궤양, 면역세포감소 등 심각한 부작용을 초래할 수 있기 때문에 이를 대체할 수 있는 안전하고 효과 높은 항암제 발굴은 매우 절실한 상태다.

독성 없고 효과 높은 천연 항암제

국내 연구진이 한방처방을 바탕으로 한 항암치료제를 개발해 주목을 받고 있다. 마진열 한국한의학연구원 한의신약개발그룹 박사팀이 종양세포 성장과 전이 억제에 탁월한 물질인 KIOM-C를 개발한 것이다. 해당 물질은 기존 항암제의 문제점이었던 정상세포에 대한 독성도 나타나지 않아 기존의 항암 치료법을 보완·대체할 수 있을 것으로 기대를 받고 있다.
“KIOM-C는 전통 한방처방을 바탕으로 새롭게 개발한 물질입니다. 우리나라에 자생하는 천연식물에서 유래한 한약재 여러 종으로부터 추출한 한약제제 추출물이죠. 적정 비율로 배합한 혼합 한약재를 열수 추출한 후 동결건조 과정을 거쳐 만든 분말제제입니다. 저희 연구팀은 KIOM-C 제제를 사용한 초기 연구에서, 신종 플루 인플루엔자 바이러스(H1N1) 및 다양한 바이러스 등에 대한 강력한 항바이러스 효능 및 제제의 안전성을 입증한 바 있습니다.”
일반적인 항암치료는 양방에서 주로 시행되는데 양방 의료분야에서는 암이 발생하면 외과적 수술을 통해 종양을 제거하거나 방사선 요법, 화학요법 등을 시행하는 게 보통이었다. 하지만 이러한 방법으로도 몸 속 깊이 침투한 병소를 완전히 제거하는 데는 한계가 있었다. 이에 암환자의 복약 순응도를 높이기 위해 경구제 형태의 항암제 개발 비중이 높아지는 추세에 있는 만큼 마진열 박사팀은 개발한 KIOM-C 제제를 경구로 매일 투여하는 실험을 진행했다.
“저희 연구팀은 경구 형태로 투여할 수 있는 KIOM-C 제제를 개발해 매일 투여하는 실험을 거쳤습니다. 그 결과 종양의 성장과 종양의 폐전이에 미치는 효과를 확인할 수 있었습니다. KIOM-C를 킬로그램 당 170 밀리그램(mg/kg) 농도로 투여한 경우 대조군에 비해 종양의 크기가 최대 79.1% 까지 감소되는 것을 확인했습니다. 또한 KIOM-C를 킬로그램 당 510 밀리그램(mg/kg) 투여한 결과 대조군에 비해 폐전이가 최대 71.5% 까지 감소되는 것으로 나타났습니다.”
이러한 효과도 의미가 있지만 더욱 중요한 결과는 실험기간 동안 KIOM-C 제제를 투여한 동물에서 몸무게 감소와 신장독성, 간독성, 골수조혈작용 이상, 위장장애 같은 부작용이 나타나지 않았다는 점이다. 이는 개발한 KIOM-C가 매우 안전한 제제라는 것을 증명하는 결과로, 마 박사팀의 연구는 그 성과를 인정받아 미국 공공과학도서관 학술지인 ‘PLoS ONE’과 종양 관련 유럽 국제전문학술지 ‘Oncology reports’에 각각 게재됐다. 뿐만 아니라 2013년 4월 특허출원 및 PCT 국제 특허출원을 완료한 상태다.
“실험기간동안 KIOM-C 제제를 매일 투여한 후 혈액 검사 및 조직 검사를 시행했어요. 그 결과 골수조혈작용 이상이나 위장장애, 신장 및 간독성과 같은 부작용이 전혀 나타나지 않았습니다. 또한 GLP(Good Laboratory Practice) 인증기관인 한국건설생활환경시험연구원에 KIOM-C 제제의 급성경구독성시험, 생물복귀돌연변이시험, 염색체이상시험, 소핵시험을 의뢰한 결과 모든 기준을 통과했어요.”
그렇다면 개발한 추출물은 특정 암에서만 효과를 발휘하는 걸까. 마진열 박사에 따르면 꼭 그렇지만은 않다. 실험 결과 섬유육종과 피부암, 위암과 자궁암, 유방암 세포주에서 KIOM-C 제제의 세포사멸 유도효과를 확인할 수 있었다. 즉 다양한 암에서 전반적인 효능을 확인할 수 있었다.

적정 투여량 결정과정, 가장 힘들었죠

마진열 박사팀이 이번 연구를 진행한 것은 갈수록 암 환자의 발생률이 증가한다는 소식을 접하면서다. 마진열 박사는 “현재 암 질환에 대한 사망자 수가 전체 사망률의 1위를 차지하고 있다”며 “전 세계적으로 항암제 개발이 활발하게 진행되고 있지만 암 발생 원인이 복잡하고 타깃 발굴이 용이하지 않아 완치용 항암제 개발에 어려움이 많다”며 연구를 시작한 계기에 대해 넌지시 이야기를 꺼냈다.
“기존에 개발된 항암제의 경우 초기에는 좋은 치료결과를 가져 오지만 그에 못지않게 부작용도 심합니다. 탈모, 오심, 설사, 구강궤양, 면역세포 감소 등이 그것이죠. 이런 이유로 최근에는 약물 유효성 및 부작용 측면에서 비교적 안전하다고 알려진 천연물 유래의 항암제 개발 연구가 주목을 받고 있는 실정입니다. 특히 혼합 한약재의 경우 구성 생약성분의 복합적 상호작용에 의해 약효 상승효과를 기대할 수 있습니다. 이러한 사실을 근거로 혼합 한약재로 구성된 한약 처방을 활용해 부작용은 적고 치료 효과가 높은 항암제를 발굴하기 위한 연구를 진행하게 됐습니다.”
항암효과를 확인하기 위해 동물실험을 세 번 이상 반복하고 세포 사멸을 통한 종양 성장 억제와 종양 전이 억제 기작을 규명하고자 세포 실험을 포함해 두 편의 논문을 게재까지 약 1년 6개월이라는 시간을 들였다.
“물질을 개발하는 것도 힘들었지만 동물 실험에서 약효는 좋으면서 독성은 나타나지 않는 적정 투여량을 결정하는 게 가장 힘들었습니다. 복합 한약제제이기 때문에 한 첩을 기준으로 양을 증감시키면서 실험을 진행했어요. 결국 반복 실험을 통해 약효와 안전성을 모두 만족시키는 적정 투여량을 결정할 수 있었죠. 물론 실험에서는 이러한 과정을 잘 거쳤지만 앞으로 전문의약품으로 개발될 경우 생약제제이기 때문에 원료 표준화 등에 많은 어려움이 있지 않을까 싶습니다.”
마진열 박사에 따르면 현재 전 세계 의료계의 항암제 개발 전략은 기존 화학요법제에서 대두된 한계점을 극복하기 위해 천연물 신약개발에 중점을 두고 있다. 미국의 경우 미국 국립 암 연구소(National Cancer Institute)를 주축으로 천연물로부터 암예방 및 치료에 효과적인 천연물 유래 물질을 분리 및 동정해 항암 후보 물질을 확보하고 전임상 및 임상시험에 적용시키고 있다. 마 박사는 “KIOM-C는 한의학에 근거해 개발한 천연 항암제 후보 물질”이라며 “경구투여를 통해 뛰어난 항암 효과를 입증한 만큼 기존의 항암 치료법을 보완 및 대체할 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 덧붙였다.
연구팀의 이번 결과는 전통 한방처방을 기반으로 개발된 KIOM-C 제제가 우수한 항암 효능을 보일 뿐만 아니라 정상조직에 독성이 보이지 않는 안전한 제제임을 실험동물모델에서 입증했다는 데 의의가 있다. 또한 이러한 항암 효능에 관여하는 세부 작용 기작을 과학적으로 규명하고 인정받은 연구인만큼 한방처방을 기반으로 한 천연물 항암제 개발의 초석을 마련했다는 평을 받는다.
“이번 연구를 통해 KIOM-C 제제가 항바이러스 효능 뿐 아니라 항암 효능까지 탁월하다는 것을 알게 됐습니다. 저희 연구팀은 현재 KIOM-C 제제의 분획연구를 통해 항바이러스 및 항암 효능에 관여하는 유효 성분을 분리하고 있습니다. 추후 임상시험을 거쳐 상용화를 추진할 계획이에요. 한의학에 근거해 개발한 천연물 신약물질의 경우 풍부한 임상경험을 통해 제제의 유효성과 안전성이 입증되어 있으므로 이러한 데이터베이스를 기반으로 개발 비용과 시간을 절감할 수 있다는 장점이 있습니다. 따라서 지속적인 연구개발을 통해 고부가가치의 천연물 항암소재를 개발하고 임상시험을 통해 상용화를 앞당김으로서 고통 받는 암환자들의 삶의 질을 높여주고 나아가 국민 보건 향상에 기여할 수 있도록 노력하겠습니다.”