바이오인

코로나19 치료제 생체 내(in vivo) 효력시험법

◈ 목차

Ⅰ. 일반사항

  1. 목적

  2. 용어정의

  3. 적용범위

Ⅱ. 실험동물 선정 및 고려사항

  1. 실험동물 선정

  2. 실험동물의 마취

  3. 반수치사량(LD50) 시험

  4. 고려사항

Ⅲ. 코로나19 치료제 in vivo 효력시험법(예시)

  1. 실험동물의 행동 및 임상증상 관찰

  2. 항바이러스 효력 시험법

  3. 항염증 활성 시험법

Ⅳ. 평가 시 고려사항

Ⅴ. 참고문헌

◈본문

Ⅰ. 일반사항

1. 목적

제2형 중증급성호흡기증후군 바이러스 2(SARS-CoV-2)는 중증 호흡기 증후군인 코로나바이러스감염증19 (코로나19)를 일으키는 원인 바이러스로 2019년 발견된 이래 다양한 변이바이러스가 출몰하며 전 세계적으로 급속히 확산하였다.

SARS-CoV-2의 변이주 및 신종 바이러스로 인한 감염증에 대응하기 위한 새로운 치료제 개발이 요구됨에 따라, 치료제 효과를 평가할 수 있는 시험법의 개발이 필요하다. 치료제의 임상시험 수행을 위해 표적치료 및 그 작용기전에 대한 연구만으로 인체 내에서의 작용을 설명하기에는 한계가 있으므로 임상시험 진입 전에 비임상시험 자료로써 in vitro (생체 외) 및 in vivo (생체 내) 효력시험을 모두 수행하여 치료제의 효력을 뒷받침하는 것이 필요하다 [1].

SARS-CoV-2로 인한 코로나19의 효과적인 치료제 후보물질 스크리닝을 위해서 1차적으로 in vitro 시험을 실시하여 항바이러스 활성을 확인한 후, in vivo 시험으로 그 효력을 평가하는

것이 권장된다. 특히, 항염증 작용기전을 목표로 하는 경우에는 약리기전에 따른 염증 억제 정도를 평가하는 in vitro 효력시험뿐만 아니라 바이러스 감염 동물 모델에서의 in vivo 효력시험을 수행하여야 한다.

식약처는 신규 코로나19 치료제 후보물질의 임상시험계획서를 신속하게 심사하고, 임상시험 진입에 소요되는 시간을 최소화하여 치료제 개발을 앞당길 수 있는 방안을 마련하기 위해 노력하고 있으며, 그 일환으로 올해 3월 항바이러스, 항염증 활성 등의 효력시험을 담은 “코로나19 치료제 in vitro 효력시험법”을 민원인 안내서로 발간한 바 있다.

본 안내서는 코로나19 치료제 후보물질의 신속한 스크리닝을 위하여 in vivo 시험법에 대한 자세한 내용을 기술함으로써 치료제 개발 단계에서 후보물질의 안전성과 유효성을 평가하는 데에 도움을 주고자 마련하였다.

코로나19 치료제의 비임상시험과 관련하여 동물모델을 이용한 in vivo 효력시험 수행 시, SARS-CoV-2 감염 동물 모델의 선정, 실험동물에서의 임상증상 관찰, 바이러스 정량, 조직병리학적, 면역조직학적 평가 등을 통한 항바이러스 효력 및 바이러스로 인한 염증을 억제하는 효력을 평가하기 위한 시험 항목과 시험 방법을 제시한다.

그동안 식약처에서 코로나19 치료제 개발을 위해 발간한 ‘코로나19 감염 동물모델 사례집’ 등과 ‘코로나19 치료제 in vitro 효력시험법’에 이은 본 안내서의 in vivo 효력시험법을 활용하여 치료제 개발자의 시행착오를 최소화하고 코로나19 치료제의 개발 기간을 단축할 수 있게 되기를 기대한다.

 2. 용어정의

▪ 코로나19

코로나바이러스-2(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2; SARS-CoV-2)에 의한 중증급성호흡기 감염증

▪ 효력시험

의약품 개발 가능성을 탐색하는 시험으로, 치료 표적이나 작용기전에 대한 생체 외 및 생체 내 시험을 포함

▪ in vitro (생체 외) 시험

생체 외에서, 시험관 내에서 시험관이나 배양기 등의 인공 환경 내에서의 시험

▪ in vivo (생체 내) 시험

살아 있는 생체 내 혹은 세포 내에서의 시험

▪ 동물모델

인간 질병의 연구 및 시험(비임상 시험)에 사용되는 살아있는 동물

▪ 플라크(Plaque)

바이러스가 세포 용해를 일으켜 주변 세포가 감염되고 세포 단층이 탈락된 영역

▪ 플라크 형성 단위(Plaque forming unit; PFU)

단층 배양된 세포에서 한 개의 플라크를 형성하는 바이러스의 감염 단위

▪ 조직배양감염용량(tissue culture infectious dose; TCID)

세포 배양에서 세포를 감염시켜 세포변성을 나타낼 수 있는 바이러스 양

▪ 반수치사량(Lethal dose for 50% kill; LD50)

바이러스를 접종하였을 때 50%의 동물이 사망할 것으로 예측되는 통계적인 단회 용량. 실험동물의 단위체중당 시험물질의 중량(mg/kg)으로 표기

▪ 바이러스 부하(Viral loads)

생물학적 표본에서 주어진 체적 부피의 바이러스 양

▪ 실시간 정량 역전사 PCR (Real-time qRT-PCR)

역전사 중합효소연쇄반응법으로 PCR 과정 중에 증폭되는 산물을 실시간으로 모니터링하여 시료에 존재하는 초기 DNA량을 계산할 수 있는 방법

▪ 역치 사이클(Cycle threshold ; Ct)

증폭신호의 증가 양상이 뚜렷하게 구분되는 시점(역치)과 DNA 증폭 곡선 사이의 교차점

▪ 양성대조군(바이러스 접종 후 치료제 처리군, Positive control; PC)

시험 결과에서 코로나19 치료제에 의한 효력을 예측할 수 있는 대조군으로써 바이러스를 접종한 후 치료제를 처리한 군

▪ 음성대조군(바이러스 접종군, Negative control; NC)

시험 결과에서 코로나19 치료제에 의한 효력이 관찰되지 않을 것으로 예측되는 대조군으로써 바이러스를 접종한 후 치료제를 처리하지 않은 군

▪ 무처리대조군(Non-treatment control; NTC)

바이러스 및 치료제를 처리하지 않은 군

...................(계속)

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