고려대 구로병원은 오늘 19일(화) 심장혈관흉부외과 김현구 교수 공동연구팀(KAIST 바이오 및 뇌공학과 박지호 교수, 고려대 구로병원 김창근 박사과정, KAIST 장민철 박사과정)이 특발성 폐 섬유증(IPF) 치료를 위한 흡입형 피르페니돈(PFD) 나노소포체(PFD-PSNVs) 개발에 성공하며 권위 있는 국제 학술지 Journal of Controlled Release에 표지 논문으로 선정됐다고 밝혔다. 

특발성 폐 섬유증은 명확한 원인 없이 폐 조직이 점차적으로 딱딱해지며 호흡 기능을 잃게 되는 치명적인 희귀 질환이다. 시간이 지남에 따라 호흡 부전으로 이어질 수 있으며 현재까지 승인된 치료법은 병의 진행을 늦추는 약물 몇 가지와 폐 이식이 전부다. 그마저도 효과는 제한적이고 부작용 부담이 큰 상황이다.

대표적인 치료제 피르페니돈은 경구 투여 방식으로 사용되지만 비특이적인 작용 기전으로 인해 다양한 장기에 영향을 주며 오심과 간독성 등의 전신 부작용이 빈번하게 보고되고 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 전 세계적으로 치료제 연구를 지속하고 있으며 최근 약물을 폐에 직접 효과적으로 전달하는 기술이 새로운 해결책으로 떠오르고 있다. 

김 교수팀은 기존에 알약으로 복용하던 피르페니돈을 흡입 방식으로 바꿔 치료 효과를 극대화하고 부작용을 줄이기 위한 새로운 기술 개발에 초점을 맞췄다. 연구팀은 ‘폐 계면활성제’라는 자연 유래 물질을 활용해 약물을 담을 수 있는 아주 작은 나노 입자(지름 약 150나노미터)를 만들고 그 안에 피르페니돈을 넣었다. 이 흡입형 입자는 약물을 폐 깊숙한 곳까지 직접 전달해 주며 기존 흡입제보다 최대 4배 이상 오래 폐에 머무를 수 있는 구조로 설계됐다. 실제로 폐 섬유증을 유도한 실험용 생쥐에 흡입 투여한 결과 폐 조직의 손상과 섬유화가 크게 줄었고 1/10 수준의 적은 용량으로도 기존 알약만큼의 치료 효과를 나타냈다.

흡입 치료제가 몸에 해롭지 않은지도 철저히 검증했다. 생쥐에게 새로 만든 흡입제를 일정 기간 반복적으로 투여한 뒤 △간 △심장 △신장 △폐 등 주요 장기의 조직 변화를 관찰하고 피 검사로 간기능 수치 등 전신 독성 여부를 평가했다. 그 결과 흡입형 치료제를 투여한 실험군에서는 모든 장기에서 특별한 이상이 발견되지 않았고 간수치나 독성 지표도 정상 범위 내로 유지됐다. 반면 기존 먹는 약을 고용량으로 투여한 실험군에서는 간 수치가 상승하며 부작용이 확인됐다.

김 교수는 “이번 연구는 특발성 폐 섬유증과 같은 난치성 폐 질환 치료에서 약물 전달의 효율성과 안전성을 동시에 확보한 성과”라며 “기존 경구 약물의 한계를 극복할 수 있는 대안으로서 의미가 크며 향후 임상 적용을 위한 후속 연구를 통해 실제 환자 치료에 기여할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.

KAIST 바이오 및 뇌공학과 박지호 교수는 “약물의 생체 적합성과 폐 조직 내 지속성을 동시에 충족시켜 향후 다양한 난치성 호흡기 질환 치료에 폭넓게 응용될 수 있는 가능성을 확인했다”며 “앞으로도 기초 과학과 임상 응용 간의 연계를 강화해 환자 중심의 실질적 치료 기술 개발에 매진할 것”이라고 말했다. 

한편, 이번 연구는 약물 전달 시스템 및 제어 방출 기술 분야에서 세계적으로 권위 있는 국제 학술지인 Journal of Controlled Release에 ‘특발성 폐섬유증의 흡입 치료를 위한 폐 계면활성제 기반 피르페니돈 나노소포체 개발’이라는 제목으로 게재됐다.