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2000년대 세계 일류기업을 지향하는 SK케미칼 생명과학연구소

1. 회사소개

SK케미칼은 1969년에 폴리에스터 및 아세테이트 섬유 제조 판매를 위해 설립된 鮮京合纖 (株)를 출발점으로 국내 섬유산업의 선도자 역할을 수행해 왔고, 1989년에는 DMT/TPA 생산설비를 구축, 그간의 숙원 사업이었던 원료에서 직물까지 수직계열화를 완성하였다.

SK케미칼은 또 80년대 중반부터 그 동안 축적해 온 고분자합성기술을 토대로 한 고부가가 치 산업으로의 진출을 모색, 정밀화학사업 및 의약품사업에 진출하였다.

특히 의약품사업을 위해 기존 제약회사를 인수하는 한편, 1988년에는 생명과학연구소를 설립하여 의약품의 연구개발, 생산, 유통체제를 확보하고, 은행잎 유효성분 추출을 비롯한 천연물과 항암제 등의 합성신 약 개발에 착수하였다.

1998년에는 그룹 차원의 CI 통합을 통해 회사명을 SK 케미칼 및 SK 제약으로 개명하고, IMF 한파로 인한 국내외적인 어려운 경영환경 속에서도 8,000억원 이상의 매출액을 달성하며 새로운 도약을 준비하고 있다.

2. SK케미칼의 硏究開發 領域

SK케미칼은 연구개발을 토대로 한 제품화를 지속적으로 추구하고 있으며, 연구개발영역은 당사 사업의 근간을 이루고 있는 폴리에스터, 아세테이트, PTT, 스판덱스 등의 원사 및 직물 관련 연구를 수행하는 합성 섬유 분야를 필두로, 접착제·코팅용 수지 및 폴리우레탄 관련 연구를 수행하는 고분자분야, TPA/DMT를 비롯한 다 양한 모노머와 산업용 살균제(Industrial Biocides), 수처리용 화학첨가제 등을 연구하는 케미칼분야, 상기 연구개 발영역과 관련하여 효율적인 생산공정을 개발하는 프로세스 연구개발 분야, 그리고 원료의약품과 완제의약품 연 구개발업무를 수행하는 생명과학 분야로 이루어져 있다.

3.SK케미칼 연구소의 주요 연구 성과

4. 생명과학분야로의 진출 배경

정착과 안정을 특징으로 하는 농경사회로부터 산업사회와 정보사회로의 진전에 따라 생활 환경의 오염 및 각종 스트레스가 증가하면서 인류가 지금껏 경험해보지 못한 각종 난치성 질병이 유발되고 있으며, 물질의 가 치 추구가 더 중시되는 사회제도적인 시스템의 변화로 인해 인류의 생활수준은 향상되었지만, 이에 못지 않게 성인병을 비롯한 각 종 질병의 발병률도 지속적으로 증가하고 있다. 또 노령인구비율의 확대에 따른 노인성 질환 증가로 인해 보다 양질의 의료 서비스를 원하는 사회적인 요구도 지속적으로 높아지고 있다.

시장 환경 측면에서는 국내·외 제약 관련 기업들간의 인수·합병이 확산되면서 개발의약 품의 라이센스를 도입하는 기회가 줄어들고 있고, 연구개발의 고도화 및 전문화에 따른 개발비용 증대로 의약품 개발을 위해서 는 막강한 자본력이 필요하다는 인식이 확산되고 있다.

또 전세계 유명 화학기업들이 추진하고 있는 [脫化學, 生命科學産業 指向]의 물결도, 의약 산업의 지속적인 시장성장 잠재력을 인식한 대기업들이 축적된 기술과 막강한 자본력을 투입하여 양질의 의약품을 공급 함으로써, 인류복지 향상과 지속적인 이윤 창출을 도모할 수 있다는 데 눈을 뜬 결과라고도 말할 수 있다.

이러한 보건환경 및 시장환경의 변화가 새로운 시장으로의 진출을 모색하고 있던 SK케미칼 에게 기회요소로 작용하여 의약사업에 진출하게 되었다. SK케미칼은 생명과학분야로의 진출 이후, 3C 중심의 세계적인 신약 개발을 기본 방침으로 설정하고 활발하고 적극적인 연구개발을 추진하며 오늘에 이르고 있다.

5. 생명과학연구소의 주요 분야

◆ 천연물 추출 및 합성을 통한 신약 개발

◆ 약효 및 독성시험기술 확립

◆ 고도의 제제기술 확보 SK케미칼 생명과학연구소는 지난 1987년에 세계 일류기업과 경쟁하기 위한 독자적인 신약개발을 목적 으로 설립되었으며, 주요 신약개발 목표를 3C(Chemotherapy, Cardiovacular, CNS)로 정하고, 이와 관련된 항암제, 항바이러스 제, 심장순환계 신약 및 노인성 치매 등의 신약 개발에 매진하고 있다. 생명과학연구소는 합성, 천연물, 약리독성, 제제팀으로 구성되어 있으며, 별도로 RI 벤처비지니스팀이 신약후보물질에 대한 수탁합성업무를 수행하 고 있다.

각 팀별 업무수행현황을 살펴보면 합성분야 에서는 제3세대 백금착체 항암제 등 신약 및 원료의약품 개발을 담당하고 있고, 천연물분야에서는 은행잎 등 국내에 풍부한 유용자원을 활용한 천연물 추출과 이를 통한 세계적인 신약개발연구를 수행하고 있다. 또 약리독성팀에 서는 합성팀과 천연물팀에서 창출한 신물질 및 원료의약품의 약리·약효 및 독성평가를 맡고 있고, 제제팀은 기존 의약품의 제제 화와 새로운 약물전달시스템(DDS : Drug Delivery System) 연구를 수행하고 있다.

그리고 RI벤처비지니스팀은 신약개발에 필수적으로 사용되는 방사성 동위원소 표지화합물을 합성하여 신약개발연구를 뒷받침하고 있 다. 생명과학연구실의 주요 개발실적을 보면 천연물팀에서는 은행잎으로부터 혈액순환개선제의 원료인 은행잎 유효성분 추출공정을 개발하는 한편, 천식치료제인 깅코라이드(Ginkgolide)의 분리공정을 개발하는 성과를 거두었고, 이밖에도 마늘, 인삼 등의 유효성분 추출을 비롯하 여 과학적인 한방제 개발 연구를 수행하고 있다. 합성팀에서는 지난 1990년에 非마약성 진통제인 염산트라마돌을 개발·상품 화한데 이어, 천식치료제와 항암제, 항바이러스제를 비롯하여 소아신경안정제인 메칠페니데이트(methylpenidate), 고혈 압 치료제인 에나라프릴(Enalapril), 항진균제인 시프로프록사신(Ciprofloxacin), 위궤양 치료제인 오메프라졸(Omeprazole) 등의 합성에 성공했다.

특히 세계 최초로 100여종의 신물질 합성에 성공한 제 3 세대 백금착체 항암제는 지난 7월에 국내 최초의 신약으로 인정받아 위 암을 적응증으로 한 제품 판매 허가를 취득한 바 있다. 약리독성팀에서는 생체 외는 물론, 생체실험용 마우스와 토 끼, 기니아피그, 비글독(Beagle dog) 등을 이용한 생체 내 시험시설을 갖추고, 각종 신물질에 대한 약리·약효 및 독성검색 을 실시하는 한편, 신약후보물질의 선정과 이들 신약후보물질에 대한 전임상단계의 효력·일반약리·독성시험 등을 수행하고 있 다. 또 원료의약품분야에서 개발된 물질 및 제제에 대한 효력·독성시험과 약물의 흡수·분포·대사·배설(ADME) 시험을 실시하 여 신약 개발의 중요한 일익을 담당하고 있을 뿐 아니라, 정밀화학연구소와 중앙연구소 고분자연구실에서 이루어지고 있는 다양한 연구업무까지 수행·지원하고 있다.

제제팀에서는 패취(Patch)제 개발을 비롯해서 한방제의 제제화, 제3세대 백금착제 항암제의 주사제, 연고제, 오메프라졸 제제 등, 각종 의약품 및 신약의 약효가 효과적으로 발현될 수 있도록 하는 고도의 제제기술을 확립한 바 있으며, 서방성 제 제 등 특수제제의 제형개발연구도 추진하고 있다.

신약개발에 필수적인 동위원소 표지화합물 (Radio Isotope Labelled Compounds)을 합성하는 R.I. 분야에서는 SK케미칼이 개발한 신약후보물질 은 물론, 유명제약업체들이 개발한 신약후보물질의 수탁합성업무를 수행하고 있으며, 국내외 제 약업체들로부터 높은 기술력을 인정받고 있다.

6. SK케미칼과 SK제약의 신약개발 계획

SK케미칼과 SK제약은 지난 1987년에 생명과학연구소를 설립한 이후, 신약개발과 천연물을 통한 세계적인 약물 개발에 주력해 왔다.

그 결과로서 천연물에서는 은행잎으로부터 유효성분을 추출하여 혈액순환개선제(상품명 : 기넥신)를 상품화한데 이어, 은행잎 추출물 의 유효 이용과 관련된 다수의 프로젝트를 진행하고 있으며, 최근에는 인동 추출물을 활용한 천식치료제와 퇴행성 관절염 치료제로서의 한방복합제 연구를 수행하고 있다.

특수제제분야에서는 지난 96년에 세계 최초의 관절염 치료용 패취제(상품명 : 트라스트)를 개발한 데 이어, 세계 최고 의약 품 중의 하나로 꼽히고 있는 위궤양 치료제 오메프라졸의 제제화(상품명 : 오메드)에 성공, 현재 국내 시장은 물론 세계 시장 개척을 통해 독일을 비롯한 EU 등에서 좋은 평판을 얻고 있고, DDS(Drug Delivery System) 관련 제품 개발을 목 표로 활발한 연구개발을 진행하고 있다. 합성신약과 관련해서는 항암제(상품명 : 선플라) 개발 성 공에 이어, 효능·효과 및 부작용을 크게 개선한 발기부전치료제를 비롯해서 간염치료제와 고혈압 치료제 개발을 진행 하고 있다.

SK케미칼 생명과학연구소는 설립 당시의 취지와 사명감을 잃지 않고 인류의 복지 향상과 질병으로 고통받는 환자들의 삶의 질 을 향상시키기 위해, 나아가 기업의 지속적인 이윤 창출을 위해 전진과 발전의 걸음을 멈추지 않을 것이다.

국내 개발 신약 1호 - 항암제 [선플라(Sunpla)]

SK케미칼이 SK제약 및 서울대학병원 내과 김노경 교수팀을 비롯한 국내 공동연구진과 함께 보건복지부의 보건의료기술연구개발사 업의 지원을 받아 연구개발을 진행해 온 제3세대 백금착체 항암제 선플라(상품명)(개발번호 : SKI-2053R, 일반명 : 헵타플라틴) 는 제2상 임상시험을 성공적으로 완료하고, 1997년 7월 14일, 식품의약품안전청으로부터 국내 최초의 개발 신약으 로 발매허가를 취득하였다.

[선플라]는 지난 90년 5월 이후 9년 동안의 연구개발기간에 순수 국내기술과 전문의들의 참여로 탄생한 국내 최초의 개발 신 약으로, 기존의 제1,2세대 백금착체 항암제보다 치료효과가 탁월하면서도 독성이 낮은 신세대 백금착체 항암제이다.

[선플라]의 개발은 우리 나라 제약산업 100년 역사에 새로운 지평을 열었으며, 지난 한 세기 동안 세계 의약산업을 장악해 온 구미 선진국들과 어깨를 겨룰 수 있는 신약개발국으로의 발돋움을 가능케 한 개가였다.

SK케미칼 생명과학연구소는 지난 1990년 5월, 새로운 개념의 백금착체 항암제 개발에 착수했고, 이후 120여개의 신물질에 대 한 drug design과 합성, 약효 및 독성 검색을 거쳤으며, 1991년 12월에 SKI-2053R을 신약 후보물질로 선정하 여 실험동물에 대한 전임상시험 과정을 마친 다음, 1993년 8월에 국내에서는 처음으로 개발 신약에 대한 임 상시험 허가를 취득했다.

항암치료에 필요한 용법·용량을 결정하기 위해 환자에게 직접 약물을 투여하는 제1상 임상시험 (항암제는 다른 일반 약물과 달리 제1 상 임상시험부터 직접 환자를 대상으로 약물을 투 입하는 시험을 실시함) 항암치료는 1993년 10월부터 1년 동안 서울대 병 원에서 실시되었으며, 항암효과 평가를 위한 제2상 前期임상시험은 1995년 1월부터 위암, 폐암, 자궁경부암(子宮頸部癌), 두경부암(頭頸部癌) 등을 대상으로 실시되었다.

제2상 임상시험 중 위암에 대한 항암효과 평가 결과, [선플라]는 제1세대 백금착체 항암제인 시스플라틴(cisplatin)과 동등 또는 그 이상의 효과를 보인 반면 부작용은 훨씬 적은 빈도와 강도를 나타냈다.

상기 결과를 바탕으로 1997년 6월부터 1999년 1월까지 진행성 위암을 대상으로 진행된 제2 상 後期임상시험은, 서울대병원을 비롯한 전국 9개 병원에서 다기관 공동연구방식으로 진행되었으며, 선플라와 병용 항암제 5-Fluorouracil을 함께 투여하는 복합화학 요법으로 실시되었다.

그리고 1999년 3월에 9개 임상병원의 임상시험 심사위원회(IRB)에서 실시된 심의회의를 모 두 통과하였다.

이후 식품의약품안전청에 의해 실시된 임상병원 및 SK제약에 대한 實査와 6월 24일에 열린 중앙약사심의위원회를 거쳐 최종 발매 허가를 획득하였다.

선플라는 앞으로 허가 사항에 附記된 제3상 임상시험을 추진함과 동시에, 폐암을 비롯한 자 궁경부암, 대장암 등의 다른 여러 가지 암에 대한 추가 임상시험을 계속 진행하여 적응증을 확대시킬 계획이다.

또 현재 1시간에 400 mg/m2를 정맥주사하는 용법용량을 24시간에 600 mg/m2를 지속 정주할 수 있도록 함으로써, 선플라의 가장 적합한 용법·용량을 개발하는 한편, 항암효과의 극대화와 부작용 경감으로 선플라의 상품성을 더 높일 방침이다.

선플라는 현재 미국, 영국, 프랑스 등 구미 유명 제약업체와 활발히 러이센스 導出 교섭 을 추진하고 있어, 연간 시장규모 60억달러에 달하는 세계시장으로의 진출도 조만간에 가시화될 것으로 전망하고 있다.

가. 선플라 개발의 의미

신약이란 이제까지 존재하지 않았던 새로운 물질로서 약효와 안전성이 확립된 물질을 말하 며, 엄청난 부가가치를 창출하는 특성을 갖고 있기 때문에, 많은 제약회사들이 천문학적인 경영자원을 투입하면서까지 개발 에 힘을 기울이고 있다. 하지만 신약이 탄생하기까지는 엄청난 비용과 시간, 그리고 인내를 필요로 한다.( 일반적으 로 신약 하나가 성공할 확률은 1만분의 1에 지나지 않는다고 한다. 신약 하나를 개발하는데 보통 10년 내지 15년이 소요되 고 연구개발비만 약 1천원억원 이상이 소요된다. )

우리 나라 제약산업이 100여년의 역사를 지니고 있으면서도 그동안 단 하나의 신약도 보유 할 수 없었던 이유도 이러한 특성에 기인한 것이다.

지금까지 국내 연구기관의 자체 기술력으로 만들어진 신약 후보물질들이 연구개발 초기단계 에서 우수한 약효를 나타내는 몇몇 사례가 있기는 했지만, 신약개발의 전과정을 통해 지속적으로 약효를 발휘하며 신약으 로서의 허가를 받은 사례는 전무한 상태이다.

최근 10여년간의 실적만으로 볼 때 최다 신약 보유국으로 꼽을 수 있는 일본의 경우, 1960 년대말에 이르러서야 국내용 신약이 나오기 시작했다.

그러나 이후 국가적인 차원에서 이루어진 강력한 지원에 힘입어 눈부신 발전을 거듭, 지금 은 전세계에서 신약을 가장 많이 보유한 국가로 자리매김하고 있다.

우리 나라는 이보다 훨씬 늦은 80년대에 이르러서야 물질특허제도가 도입되면서 신약개발 이 시작되었다. 그러나 90년대말에 이루어진 선플라의 성과를 시작으로 신약개발에 가속도가 붙게 되기를 바라는 마음 간절하 다. 세계적인 신약 하나가 거둬들이는 순이익 규모가 국내 자동차업계의 순이익과 같은 수준인 3000억원에 이른다는 보고에서도 알 수 있듯이, 이제 신약개발은 정보통신산업의 뒤를 잇는 최첨단 미래산업으로 등장하고 있다.

따라서, 이번 국산 신약 1호 개발을 통해 지금까지 외국에서 개발된 신약을 단순 도입하거 나 모방 생산하는 수준을 벗어나, 지속적인 투자와 연구개발을 통해 우수한 효과의 신약을 개발함으로써 신약 선진국 으로서의 면모를 갖춰 나감과 동시에, 국내 의약산업의 국제경쟁력 수준을 한 단계 높일 수 있는 기틀을 마련하는 계기로 삼아야 할 것이다.

나. 선플라의 우수성

임상시험 결과, 선플라는 기존의 화학요법제에 비해 항암효과는 동등 또는 그 이상으로 우 수한 반면에, 기존 화학요법제의 단점인 신경독성, 신장독성 등의 부작용은 매우 낮게 나타났다.

따라서 선플라는 암환자들에게 높은 치료효과를 제공하는 한편, 환자들의 삶의 질을 크게 향상 시킬 수 있을 것으로 기대되고 있다.

최근의 항암요법은 단순한 항암치료뿐만 아니라, 환자가 항암치료를 받는 동안 느끼게 되 는 삶의 질(Quality of Life)을 더 중시하는 경향이 강해지고 있다.

이러한 현대적 의미의 항암치료 동향을 고려해 볼 때, 선플라의 높은 안전성(비교적 낮은 부작용 발현 빈도와 강도)은 환자 및 암 전문의사들의 기대에 크게 부응할 수 있을 것으로 보인다.

다. 산업적인 측면에서의 기대 효과

국내 항암제 시장 규모는 약 650억원 규모이며, 선플라는 앞으로 진행될 용법·용량 개선 및 적응증 확대 등을 통해 연간 300억원의 매출을 목표로 하고 있다.

또 현재 활발히 진행되고 있는 라이센스 도출 교섭을 통해 약 60억달러에 달하는 세계 시 장으로의 진출도 조만간 가시화될 것으로 전망하고 있다.

그러나 현재 우리 나라의 세계 의약품 시장에 대한 점유율은 약 1%(4조 5천억원) 정도로 서, 3대 시장의 하나로 꼽히고 있는 일본의 15분의 1에도 미치지 못하고 있는 실정이다.

일본의 경우, 자국 시장에서 이루어지는 신약 발매를 통해 대부분의 R&D 투자비를 회수할 수 있는 여건이 성숙되어 있지만, 우리의 경우에는 시장규모면에서 이같은 투자회수가 결코 용이한 일이 아니다.

따라서 최첨단 지식산업으로 분류되는 제약산업 확대를 위해 국산 신약에 대한 국내 시장에 서의 적극적인 관심이 필요한 시점이라고 생각한다.

※ 관련 이름에 대한 설명

SKI-2053R

SK 케미칼이 개발한 항암 화합물에 대해 SK를 Initial로 사용해서 시리즈화한 개발 번호 로, 대부분의 제약회사들이 개발제품을 상품화하기 전까지 프로젝트 명칭으로 사용하고 있다.

Heptaplatin 선플라 화합물에 대한 국제 일반명(International non-proprietary name, general name)으로서 WHO의 승인을 받아 사용하고 있다. Hepta는 희랍어에서 “7”을 뜻하는 단어로서 선플라 화합물의 주요 구조인 7원환을 의미 하고, Platin은 백금의 Platinum”을 의미한다. 따라서 Heptaplatin은 7원환을 가진 백금착체 화합물을 말한다.
 

선플라 (Sunpla)

Heptaplatin (SKI-2053R)의 상품명으로서 SK 그룹의 舊名인 鮮京의 영문 頭音을 의미하는 동시에, 암환자에게 새로운 광명을 가져다 줄 태양으로서의 영어 SUN을 나타내고자 했다. 플라(pla) 는 백금을 뜻하는 paltinum에서 만들어졌다.

따라서 선플라는 암환자에게 생명의 빛을 안겨주는 새로운 세대의 백금착체 항암제를 뜻한다.

※ 백금착체 (platinum complex) 항암제의 역사

1965년 미국 Michigan 주립 대학의 Rosenberg 박사는 배지에 첨가된 NH4Cl와 유리 된 백금이 반응하여 형성된 cisplatin이라는 물질이 박테리아의 분열을 억제한다는 사실을 발견 하고, 쥐를 이용한 항암효과 실험을 통해 이 물질이 강력한 항암효과를 나타낸다는 사실을 1969년에 발표하였다.

그후 여러 종류의 동물실험을 통해 이 물질의 광범위한 항암효과가 입증되었고, 1971년에 이루어진 인체에 대한 첫 임상시험을 거쳐, 1976년에 미국 Bristol-Myers사에 의해 최초로 상품화 되었다. 백금착체 항암제는 분자구조 중심에 백금(Pt)원자를 가지고 있으며 암세포의 핵내에 존재하는 DNA 이중나선 구조에 부착 되어 DNA의 복제를 저해함으로써 암세포의 성장 및 증식을 억제·제거하는 항암효과를 나타낸다.

2) Cisplatin (제1세대 백금착체 항암제)

Cisplatin은 현재 임상에서 사용되고 있는 30여종의 항암제 중 가장 유용한 약제의 하나로 꼽히고 있으며, 고환암을 비롯하여 난소암, 폐암, 두경부암, 방광암, 위암, 자궁경부암 등에서 뛰어난 치료 효과를 나타낸다.

그러나 cisplatin은 매우 심한 오심과 구토, 신독성 및 신경독성 등의 부작용과 암세포들 의 내성 획득에 의한 항암효과의 소실이 문제점으로 지적되어 왔다. 최근에는 cisplatin의 이러한 문제점을 해결 하기 위해 새로운 cisplatin 유도체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 그 목표는 cisplatin 내성을 극복할 수 있 는 제제 및 cisplatin보다 부작용이 완화된 제제를 찾아내는 데에 있다.

3) Carboplatin (제 2세대 백금착체 항암제)

제2세대 항암제 carboplatin은 cisplatin의 주된 독성인 오심, 구토, 신장독성 및 신경계독 성이 크게 완화된 유도체이다.

Carboplatin은 1986년 미국 Bristol-Myers사에 의해 상품화된 제2세대 platinum complex 항암제로, 소화기와 신장 및 청각기 독성들이 감소되었을 뿐만 아니라, 혈중 단백질과의 결 합율이 낮아 생체내 이용률이 개선되었으며, 수용성도 증가되는 등 cisplatin의 단점을 상당한 수준으로 개선하였다.

그러나 carboplatin은 이같은 부작용 개선에도 불구하고 골수독성은 오히려 cisplatin보 다 강하며, 항암효과도 cisplatin에 비해 상대적으로 낮고 항암작용의 범위가 좁은 단점이 있기 때문 에, 신장 장해가 있는 난소암과 폐암환자에게만 제한적으로 사용되고 있다.

그러나 carboplatin은 이같은 약점에도 불구하고 앞에서도 언급한 것처럼 세계적인 항암 제 사용 추세인, 암환자의 Quality of Life를 중시하는 경향에 영향받아 현재 cisplatin에 비해 약 4배 이상의 매출을 기록하고 있다.

※ 선플라의 개발 경위

1) 선플라 개발 추진 경과

◆1990. 5. ~ 1991. 12. Drug Design, 120여개 물질 합성 및 검색

◆1991. 12. 임상시험 후보물질 SKI-2053R 선정

◆1992. 전임상 연구 (약효, 약리, 독성 및 약동력학 연구)

◆1993. 8. 국내 개발 최초의 시험용 의약품 임상시험 허가 (IND)

◆1993. 10. ~ 1994. 9. 제1상 임상시험 (서울대학교병원)

◆1995. 2. ~ 1997. 2. 제2상 전기 임상시험 (위암, 폐암 등)

◆1997. 6. ~ 1999. 1. 제2상 후기 임상시험 (위암)

◆1999. 3. 발매 허가 신청 (식품의약품안전청)

◆1999. 4. ~ 5. 임상시험 실시기관 및 SK제약에 대한 KFDA 실사

◆1999. 6. 24. 중앙약사심의위원회 통과

◆1999. 7. 14 발매허가 취득