신약개발에 활용되는 가속질량분석기 기술의 최신동향

Trends of State of the Art Technologies on New Drug Development using Accelerator Mass Spectrometry

약물의 흡수, 분포, 대사, 배설(ADME) 연구에서의 AMS와 14C-동위원소의 역할제약 산업은 약물의 안전성을 향상시키면서도 생산성을 증가시키기 위한 방법을 모색하기 위해 많은 노력을 들이고 있다. 전임상 또는 초기 임상단계에서 생체 내 약물대사 및 분포와 관련된 정보를 얻는 것은 추후 본격적인 임상시험에 드는 비용을 크게 줄일 뿐만 아니라 임상 성공률을 증가시키는 장점이 된다. 따라서 이러한 신약개발접근법은 신약개발의 성공률을 크게 증가시킬 뿐만 아니라 효율적인 신약개발이라는 측면에서도 큰 의미를 가진다.1-3) 14C는 1940년대에 발견된 이후 고고학의 탄소연대 측정기술과 함께 생화학 분야의 가장 유용한 방사성 동위원소 추적자로 사용되고 있다. 이 긴 수명을 가진(5,730년 반감기) 방사성 동위원소는 표지물질로서의 안정성이 확보되므로 각 시료의 14C으로부터 방출된 전자의 검출을 통한 정량이 가능하다는 장점이 있다. 또한 14C-표지기술은 분석물질에 따른 특이적인 분석법 개발 없이도 동위원소 정량에 보편적으로 적용 가능한데, 이는 14C-표지 된 분석물질과 그 물질의 대사산물 등이 각각의 표준물질이 없이도 모체에 표지된 방사성 동위원소(14C)를 가지고도 충분히 정량 가능하기 때문이다.4,5

The pharmaceutical is continuously seeking out new tools to bring efficiency and price control to the overall cost of drug development. It is well known that a large percentage of the integrated cost of developing a single drug is the cost of the failed compounds in clinical development. Thus, any tool that brings efficiency to early clinical development is of high value. Radiolabeled molecules are excellent investigative tools that enable absolute quantification in any biological matrix with minimal method development. For in vivo studies, radiolabeled compounds are employed to identify and elucidate metabolites, define routes and rates of excretion, assess bioavailability and even understand target tissue and receptor exposure. These studies are most valuable when performed early in clinical development. Accelerator Mass Spectrometry (AMS) brings high sensitivity and precision to the measurement of radiocarbon (14C), reducing clinical radiative exposure to harmless small levels that can be treated as non-radioactive. As a result, many new avenues of clinical investigation are virtually possible and probable in volunteer or patient populations. Earlier forms of AMS were not customized for bioanalysis, but the situation is changing with recent advances in the technology. We review important areas of applied AMS for micro-dosing and micro-tracing and discuss the latest development in radiocarbon detection by AMS and new laser based systems.