인간 기반 예측과학으로의 전임상 평가 전환: NAMs

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◈ 목차

• 1. 개요

• 2. 최신 제도적 변화 및 정책동향

• 3. 대체시험법 개발의 필요성과 중요성

• 4. NAMs 현황 및 검증 사례

• 5. 규제수용 및 NAMs의 빠른 정착을 위한 고려사항

◈본문

1. 개요

■ 비임상 평가 패러다임 전환

○ 최근 독성학 및 약리학 분야에서는 동물시험 기반의 비임상평가 체계가 인체 예측성(Human predictivity)의 한계에 직면하고 있음

○ 동물과 인간 간의 생리학적·면역학적 차이로 인해, 비임상 단계에서 안전성이 확보된 약물의 약 90%가 임상시험 단계에서 실패하는 것으로 보고됨. 이 중 절반 이상은 독성 또는 약리학적 부작용에 기인함. 이러한 통계는 동물실험이 제공하는 안전성 정보가 실제 인간 반응을 충분히 반영하지 못한다는 점을 시사함

○ 한편, 3Rs 원칙(Replacement, Reduction, Refinement)을 기반으로 한 윤리적 동물시험 대체 요구가 강화되고 있으며, OECD, EMA, FDA 등 주요 국제기구는 비동물 기반 시험법의 제도적 수용을 본격화하고 있음

○ 이는 단순히 연구의 비효율이 아니라, 제약·바이오 산업 전체의 혁신 생태계가 새로운 시험 패러다임을 필요로 하고 있음을 의미함

■ NAMs의 개념 및 정의

○ New Approach Methodologies(NAMs) 는 단순히 ‘동물을 사용하지 않는 시험법’을 의미하는 것이 아니라, 인간 세포·조직·데이터를 기반으로 한 예측 과학(Human -based predictive science)으로, 인체의 생리·병리적 특성을 과학적으로 재현하고 그 반응을 정량적으로 예측하는 것을 목표로 함

○ 이러한 접근은 기존 동물실험의 한계를 보완하여 인간 중심의 정확한 위해성 평가를 가능하게 함

○ NAMs는 In vitro (인간 세포, 오가노이드, 오가노온칩 등), In silico (컴퓨터 모델링, AI 예측 시스템), In chemico (화학 반응기전 기반 시험), 비척추 동물시험 (Non-vertebrate assays), 임상데이터 등으로 구성됨

○ 이들 기법은 상호보완적으로 작동하며, OECD가 제시한 통합시험평가체계(Integrated Approaches to Testing and Assessment, IATA) 내에서 결합되어 활용됨

■ NAMs의 과학적 의의

○ NAMs는 기존의 독성시험법과 달리, 기전적 타당성(Mechanistic relevance)과 인체 예측성(Human predictivity)을 동시에 확보할 수 있는 체계로 평가됨

○ 예를 들어, 인간 오가노이드 기반 간독성 예측 시험은 전통적인 설치류 모델보다 DILI(Drug-Induced Liver Injury) 발생을 더 정확히 예측하며, 오가노온칩(Organ-on-a-chip, MPS)은 실제 약물대사 및 기계적 자극(혈류, 전단력 등)을 반영하여 간·심장·신장 독성의 다기관 상호작용을 재현할 수 있음

○ 또한 AI 기반 In silico 모델은 구조-활성 상관관계(QSAR), 약동학(PBPK), 시스템 약리학(QSP) 분석을 통해 약물 반응을 수학적으로 예측하고, 임상데이터와의 정합성(Clinical concordance)을 지속적으로 검증할 수 있음

○ 이와 같이 NAMs는 단일시험의 대체가 아니라 In vitro → In silico → Clinical correlation으로 이어지는 통합형 평가 파이프라인을 구축함으로써, 임상시험 실패율 감소 및 비용 절감을 동시에 달성할 수 있는 과학적 근거를 제공함