부정맥 리스크 줄이는 전략; 인 실리코를 통한 QT 연장· Tdp 위험 예측

디지털 전환 속에서 부각되는  인 실리코 임상시험의 규제 대응 솔루션

최근 몇 년 사이, 임상시험의 개념은 급격한 전환점을 맞이하고 있다. 과거에는 환자 모집부터 투약, 추적까지 모두 오프라인에서 진행되던 전통적인 방식이 주류였다면, 현재는 인 실리코(in silico, 컴퓨터 기반 시뮬레이션) 기술이 제약 및 생명과학 산업 전반에 혁신을 일으키고 있다. 특히 미국 FDA, EMA 등 주요 규제기관들이 점차 디지털 기반의 예측모델을 적극 수용하면서, 인 실리코 임상시험의 중요성은 더 이상 선택이 아닌 필수가 되고 있다.

그 중심에 선 기업이 바로 Certara(서타라)다. Certara는 약물동태학(PK, Pharmacokinetics)과 약물역학(PD, Phar maco dy namics), 그리고 임상시험 설계 최적화를 위한 예측 모델링을 전문으로 하는 세계적인 시뮬레이션 기업이다. 특히 QT 연장(QT Prolongation, 심장 전기생리학에서 부정맥 유발 위험을 나타내는 지표)과 TdP(Torsade de Pointes, 심실성 부정맥의 일종) 예측이라는 까다로운 규제 기준을 만족시키기 위한 플랫폼을 개발하여, 전통적인 임상시험 대비 높은 정확도와 낮은 비용으로 주목받고 있다. 이 글에서는 Certara의 인 실리코 솔루션이 QT 연장 및 TdP 예측에서 어떤 방식으로 활용되는지, 그리고 이 기술이 왜 규제기관에 최적화되어 있는지를 알아보자.

 

 

Certara의 Simcyp 플랫폼: 전임상에서 임상까지 하나의 시뮬레이션 엔진

 

Certara의 핵심 기술 중 하나는 바로  Simcyp Simulator(심쉽 시뮬레이터)다. Simcyp은 인체 생리학적 기반 약물동태 모델(PBPK, Physiologically Based Pharmacokinetic Model)을 통해 약물의 흡수, 분포, 대사, 배설 과정을 정밀하게 예측할 수 있는 플랫폼이다.

Simcyp을 사용하면 신약 후보물질이 특정 인구 집단(예: 고령자, 간질환자, 신장기능 저하자 등)에서 어떻게 작용할지 미리 시뮬레이션할 수 있으며, 이는 실제 임상에서 발생할 수 있는 위험 요소를 사전에 차단하는 데 매우 유용하다. 특히 QT 연장 가능성을 사전에 탐지하기 위한 심근 세포 이온 채널 시뮬레이션이 가능하며, 이 과정에서 각 채널에 대한 IC50 값(농도 반응 반감기)을 입력하여 TdP 발생 확률을 수치화할 수 있다.

이러한 과정은 FDA의 CiPA(Cardiac Safety Integrated Pro-arrhythmia Risk Assessment, 심장 안전성 통합 평가 가이드라인)와도 완벽히 부합하며, 이는 기존 동물 실험을 대체하거나 보완할 수 있는 혁신적 도구로 주목받고 있다. 실제로 다수의 제약사가 이 플랫폼을 통해 1상 진입 전 QT 리스크를 사전에 제거하는데에 이용하고 있다.

 

QT 연장 및 TdP 예측에 특화된 규제 대응 최적화 사례

QT 연장에 따른 TdP 발생은 신약 심사에서 규제기관이 가장 민감하게 반응하는 항목 중 하나이다. 그만큼 신약의 시장 진입을 좌우하는 요소이기도 하다. Certara는 단순히 시뮬레이션 툴을 제공하는 것을 넘어, 규제기관의 신뢰를 받을 수 있는 검증된 알고리즘 기반의 모델링 기술을 개발해왔다.

예를 들어, Certara의 플랫폼은 hERG 채널(human Ether-à-go-go-Related Gene, 심장세포에서 가장 중요한 전위 유지 채널) 차단 가능성을 모델링하여, QTc interval(교정된 QT 간격)의 변화폭을 예측한다. 이 예측치는 실제 임상에서 측정되는 ECG(심전도) 데이터와 매우 높은 상관관계를 가지며, 기존의 in vitro 또는 in vivo 모델보다 예측력이 우수하다.

이러한 기능은 규제기관에 제출되는 NDA(신약허가신청) 자료에서 신뢰도 높은 QT 리스크 분석 자료로 활용되며, 반복 시험에 따른 비용 절감 및 승인지연에 대한  리스크를 줄여줄 수 있다.

인 실리코 기반 전략이 가지는 비용 효율성과 윤리적 이점

전통적인 임상시험은 비용과 시간이 많이 들뿐 아니라, 동물실험이나 고위험 환자군 대상 투약 등 윤리적 문제도 항상 동반된다. 인 실리코 기술은 이 문제에 대한 유의미한 해결책이 될 수 있다.

Certara의 시뮬레이션 플랫폼은 초기 단계에서 고위험 약물 후보를 사전에 제거하거나, 적정 용량을 미리 결정함으로써 임상시험의 반복을 줄여준다. 이는 곧 전체 연구비용의 절감과 직결되며, 임상 일정의 단축으로 이어진다. 예측 정확도가 높기 때문에 실제 환자 투약 이전에 충분한 안전성 검토가 가능하고, 이는 연구 윤리 측면에서도 큰 장점을 제공한다. 특히 환자 수가 제한적인 희귀질환이나 소아과 영역에서는 인 실리코 기반의 약물 설계가 꼭 필요하다. 

미래지향적 규제 대응: 인 실리코 기술의 핵심

Certara의 솔루션이 주목받는 또 다른 이유는, 단순한 기술 수준을 넘어 규제기관과의 긴밀한 협업을 기반으로 설계되었다는 점이다. FDA와 EMA는 이미 다양한 가이드라인에서 시뮬레이션 기반 예측 데이터를 인정하고 있으며, 특히 Certara는 해당 기관들과 공동 연구를 통해 표준화 모델을 구축하고 있다.

예를 들어, FDA에서 발행한 ‘Model-Informed Drug Development(MIDD)’ 프레임워크에서 Certara의 Simcyp을 활용한 예시를 다수 포함시켰다. 이는 단순한 툴의 효용성을 넘어, 제약업계 전반에 모델 기반 전략이 보편화될 수 있다는 가능성이 있다는 것이다.

향후 신약개발 과정에서 인 실리코 기반 예측은  앞으로 주도적 의사결정하는데 있어서 핵심적인  툴이 될 것이다.