최근 우리나라 제약·바이오 기업들은 활발한 오픈 이노베이션과 함께 각 사가 보유한 신약 연구개발(R&D) 역량을 강화하며 글로벌 경쟁력을 높이기 위해 노력하고 있습니다.

신약개발은 1만여개의 후보물질을 탐색하는 신약 개발의 첫 단계부터 신약으로 인정받는 마지막 승인 단계까지 최소 10년 이상의 시간이 소요되는데요. 동물을 대상으로 한 전임상과 건강한 사람을 대상으로 약물의 효능과 독성, 부작용 등을 관찰하는 임상 1상, 환자를 대상으로 한 임상 2상과 3상을 거쳐야 합니다.

이러한 임상시험의 정확한 예측 분석은 약물 실패 감소, 승인 시간 단축 및 자본비용 절감 등 더 나은 치료법을 도출할 수 있게 하는데요. 미국 바이오협회는 이러한 예측 분석의 중요성을 알리기 위해 지난 10년간 모든 의약품 후보물질에 대한 임상 1상에서 허가승인까지의 임상개발 성공률(LOA, Likelihood of Approval)을 발표했습니다. 이번 포스팅에서는 이를 정리한 한국바이오협회의 <2011~2020년 임상 개발 성공률과 기여 요인 분석> 보고서를 통해 임상 1상부터 허가승인까지의 임상개발 성공률(LOA)을 알아보고 임상 시험 성공 예측 분석의 중요성에 대해 살펴보겠습니다.

임상 단계별 이행 성공률

미국 바이오협회는 바이오메드트래커(Biomedtracker) 데이터베이스의 12,728개의 이행을 기반으로 2011년부터 2020년까지 지난 10년간의 광범위한 데이터 안의 신규성, 분자 양상, 질병 징후의 기준에서 약물 허가의 성공률을 분석하였는데요.

그 결과, 임상 1상과 임상 3상의 성공 비율은 임상 2상보다 상당히 높았고, 임상 1상이 임상 3상보다 약간 낮게 나타났습니다. 총 4단계의 임상 개발 단계 중 가장 높은 성공률을 보인 단계는 마지막 단계인 신약승인신청(NDA)/ 바이오의약품승인신청(BLA)에서 허가승인 단계로 나타났습니다.

일반적으로 안전성 테스트를 하기 위한 단계인 임상 1상의 이행 성공률은 52%로 나타났는데요. 임상 1상의 경우 피험자의 유효성 결과에 의존하지 않기 때문에 성공률이 높게 나타난 것입니다.

반면, 임상 2상에서는 이행 성공률이 28.9%로 임상 개발 단계 중 가장 낮았습니다. 임상 2상은 개념 증명(입증)을 환자를 대상으로 시험하는 첫 번째 단계이기 때문에 임상 개발 단계 중 2상의 성공률이 가장 낮게 나타났습니다. 또한 이 단계에서는 향후 고가의 대규모 임상 3상 이행 단계를 추진할 것인지, 개발을 종료할 것인지 결정해야 하는 중요한 단계입니다.

임상 3상은 임상 2상을 거쳐 신약의 유효성이 어느 정도까지는 확립한 후에 행해지며, 시판허가를 얻기 위한 마지막 단계이기에 이행 성공률이 57.8%로 나타났습니다. 마지막으로 허가심사신청(NDA/BLA)에서 허가승인까지의 성공률은 90.6%로 조사되었습니다.

주요 질환군별 신약 개발 성공률(LOA)      

미국 바이오협회는 바이오메드트래커에서 사용하는 프로그램에 따라 2011-2020년 기간 동안 21개의 주요 질병과 623개의 질병 징후를 질환군으로 분류하고, 위해수준에 따라 주요 14개 질환군을 분석하였습니다.

임상 단계별 이행 성공률

분석에 따르면, 주요 질환군별 임상 1상 이행 성공률은 40.9~71.6%로 평균 52%로 나타났습니다. 임상 2상 성공률은 4단계 중 가장 낮은 성공률을 보였는데요. 특히, 성공률이 높은 질환군은 혈액과 대사질환이고 반대로 성공률이 낮은 질환군은 종양질환, 심혈관, 비뇨기 순으로 나타났습니다.

임상 3상 이행 성공률은 종양이 가장 낮은 47.5%의 수치를 보였으며, 나머지 13개의 주요 질환군은 평균 50% 이상으로 나타났습니다.

NDA/BLA(허가심사신청)에서 허가승인 성공률은 심혈관 질환 82.5% 이상, 알레르기성질환 100% 성공률을 보이며 주요 질환군에서 90% 이상의 전반적인 성공률을 나타냈습니다. 이는 허가심사 신청은 무제한으로 허용되기 때문인 것으로 분석됩니다.

임상 1상에서 품목허가 승인까지의 성공률(LOA)

질환군별 임상 개발 성공의 척도는 임상 1상에서 품목허가 승인까지의 성공률(LOA)이라고 할 수 있는데요. 임상 1상에서 품목허가 승인까지의 성공률(LOA)은 평균 7.9% 수준인 것으로 나타났습니다.

이 중 모든 주요 질환군 중 임상 1상에서 품목허가 승인까지의 성공률이 가장 낮은 질환군은 비뇨기과로 3.6%의 수치를 보였습니다. 이와 반대로 혈액질환은 23.9%로 가장 높은 성공률을 보였고, 그 다음이 대사질환(15.5%)으로 나타났습니다. 이외에도 감염질환(13.2%), 안과(11.9%), 자가면역(10.7%), 알레르기(10.3%)의 순으로 LOA가 높았습니다.

임상 프로그램 타임라인

미국바이오협회는 임상 프로그램 타임라인을 분석하여 질환별로 약물개발에 걸리는 시간도 분석하였는데요.

그 결과, 2011년부터 2020년 사이 총 6,151건이 임상을 완료하였고, 이들이 임상 1상에서 품목허가 승인까지 성공적으로 완수하는 데 평균 10.5년이 걸리는 것으로 나타났습니다. 단계별로는 임상 1상에 2.3년, 임상 2상의 경우 3.6년, 임상 3상은 3.3년, 허가승인(규제) 단계에 1.3년이 걸리는 것으로 분석되었습니다.

단, 단계별 지속시간은 질환군 및 징후, 임상시험 설계 모범 사례 및 환자 가용성 등과 같은 다양한 요인에 따라 크게 달라질 수 있는데요. 실제로 안과질환과 감염(전염)질환, 대사질환, 알레르기 질환의 경우 평균 10.5년의 개발 기간보다 적게 걸린 반면, 비뇨기질환을 비롯해 심혈관 질환, 신경질환의 경우에는 평균 개발기간을 초과하기도 했습니다.

시사점

지금까지 살펴본 바와 같이, 신약 개발을 위한 임상 과정은 그 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 어렵기 때문에 기업 및 투자자에게는 위험요소로 작용할 수 밖에 없습니다. 그렇기 때문에 임상 시험 결과를 정확히 예측하는 것이 신약 개발에 따른 리스크와 비용을 줄이기 위해서 더욱 중요하다고 할 수 있는데요.

무엇보다도 임상 2상의 성공률을 높이는 것이 중요합니다. 임상 2상의 개념 증명(입증)으로 전반적인 성공률 및 임상 이행 성공률을 향상시키는 것이 임상연구개발의 쟁점이라고 할 수 있는데요. 일반적으로 개념 증명 없이 임상 3상 진입 연구를 하면, 임상 3상에서 NDA/BLA(허가 심사 신청) 이행 단계로의 성공률도 자연스럽게 떨어질 수 밖에 없기 때문입니다.

이외에도 질환군별 신약 개발 성공률을 살펴봤듯이 질환의 특성, 환자 가용성 등 여러 요소에 따라 신약 개발 성공률이 달라질 수밖에 없는데요. 다시 말해 유행성 질환이나 만성 질환, 희귀질환의 연구개발은 모두 질환의 특성에 맞춰 별도의 연구가 필요합니다. 임상 이행 프로그램 수가 증가함에 따라 생소한 생물학, 병리학 치료 양상을 연구하면서 희귀질환에 관한 연구 수도 증가하고 있는데요. 하지만 이는 근본 원인을 규명하는 데에는 역부족입니다. 이에 희귀 질환의 연구개발 영역은 규제 인센티브와 평균 이상의 임상 성공률을 토대로 상업적 잠재력을 기대하면서 지속적인 투자가 이루어지고 있는 상황입니다.

또한 특정 질병에서의 임상 소요시간과 파이프라인의 단계별 성공률과는 상관관계가 작용하는데요. 예를 들면, 비뇨기 질환, 심혈관 질환의 경우 가장 긴 임상프로그램 기간의 수치를 보였으나, 임상 1상에서 품목허가 승인까지의 성공률은 낮은 수치를 기록했습니다. 항암제의 경우에는 임상기간은 전체 평균과 비슷하나 다른 질환군과 다르게 임상 1상이 길고 품목허가 신청기간이 짧은 특성이 있었는데요. 이를 해결하기 위해 종양 치료제 개발자들은 대체적으로 임상 1상 단계에서 바구니형 임상시험 디자인을 통해 하나의 임상시험에서 여러 다른 적응증을 연구하는 방법으로 진행하고 있습니다. 이처럼 각 질환의 특성에 맞는 임상 설계 또한 임상시험의 시간을 줄이는 데 중요한 요인이라 할 수 있습니다.

※ 출처 : 한국바이오협회, 2011-2020년 임상 개발 성공률과 기여 요인 분석, 2021.03