최근 FDA는 엘리 릴리(Eli Lilly)의 티르제파타이드(tirzepatide)를 체중 감량 치료제로 승인했습니다(제품명: 젭바운드(Zepbound)™). 이 약물은 현재 제2형 당뇨병 치료제로도 승인되어 있습니다(제품명: 마운자로(Mounjaro)™). 젭바운드는 GIP와 GLP-1이라는 두 가지 인크레틴 호르몬 수용체를 동시에 활성화하여 과체중의 근본 원인을 해결하는 최초이자 유일한 승인 치료제입니다. 이 새로운 GLP-1 수용체 작용제 계열에 대한 과학적 원리는 아래에 다시 게재된 지난 7월 기사에서 자세히 확인하실 수 있습니다.
최초 게시일: 2023년 7월 28일.
뉴욕 지하철은 주 1회 투여하는 체중 감량제 '위고비'를 홍보하는 밝은 녹색 광고로 뒤덮였습니다. 오젬픽은 유명인들이 '오젬픽 파티'를 연다는 소문과 함께 헤드라인을 장식하고 있습니다. 최근 FDA 승인을 받은 약물들이 전 세계적으로 인기를 얻는 가운데, 가장 최근 등장한 '마운자로' 역시 소셜 미디어의 주목을 받고 있습니다.
본래 제2형 당뇨병 치료제로 개발된 GLP-1 수용체 작용제인 오젬픽, 위고비(이상 노보 노디스크 제조), 그리고 복합제인 마운자로(엘리 릴리 제조)는 체중 감량 효과를 기대하는 소비자들의 수요 급증으로 인해 공급 부족 현상을 겪고 있습니다. 비만은 전 세계 인구의 약 3분의 1에 영향을 미치는 글로벌 문제로, 2035년에는 그 비율이 50%를 넘어설 것으로 예상됩니다. 이는 관상동맥 질환, 고혈압, 제2형 당뇨병 등 다양한 질병의 위험을 높입니다.
이러한 위기가 고조됨에 따라, GLP-1 수용체 작용제와 GIP 유사체 및 관련 치료법을 결합한 방식이 비만 및 관련 질환에 대한 유망한 치료 옵션으로 떠오르고 있습니다. 이 분야의 혁신이 새로운 단계로 나아감에 따라, 이러한 과학적 접근 방식 간의 차이를 이해하고 체중 감량의 미래를 전망하는 것이 중요해질 것입니다.
우리 몸은 어떻게 당을 처리하고 혈당 수치를 조절할까요?
우리 몸에는 혈당을 균형 있게 유지하는 체계가 있습니다. 혈당이 낮아지면 췌장의 알파 세포가 글루카곤 호르몬을 생성하여 간에 당을 더 만들어 혈류로 방출하라는 신호를 보냅니다. 반대로 혈당이 높으면 췌장의 베타 세포가 인슐린을 생성하여 신체가 당을 사용하거나 지방, 근육, 간 및 기타 신체 조직에 저장하도록 돕습니다.
장관에서 분비되는 두 가지 호르몬인 위 억제 펩타이드(GIP)와 글루카곤 유사 펩타이드-1(GLP-1)은 인슐린 생성 조절에 중요한 역할을 하므로 비만과 당뇨병 치료에 매우 중요합니다. 인슐린은 혈당 수치의 균형을 유지하는 데 필수적입니다. 혈당이 낮을 때 췌장의 알파 세포는 글루카곤 호르몬을 만들어 간에 당 생성을 촉진하라는 신호를 보냅니다. 혈당이 높을 때는 췌장의 베타 세포가 인슐린을 생성하여 신체가 에너지를 사용하거나 저장하도록 돕습니다.
GIP는 인슐린과 글루카곤의 생성을 모두 자극하며, 인슐린 생성 세포의 사멸을 막고 증식을 촉진합니다. GLP-1은 췌장에서 인슐린 분비를 자극하는 동시에 글루카곤 분비를 억제합니다.
약물을 통해 비만을 어떻게 관리할 수 있을까요?
현재까지 당뇨병과 비만을 모두 관리하기 위한 여러 유형의 약물이 존재합니다. GLP-1 수용체 작용제(세마글루타이드 등, 제품명: 오젬픽 및 위고비)는 GLP-1의 작용을 모방하여 인슐린 생성을 활성화합니다. 티르제파타이드(제품명: 마운자로)는 GLP-1 수용체 작용제와 GIP 유사체를 결합한 약물입니다. GLP-1 수용체 작용제는 세포 내 글루카곤 유사 펩타이드-1 수용체에 결합하고, GIP 유사체는 GIP의 기능을 모방하여 두 가지 모두 인슐린 생성을 자극합니다. 최근에는 GIP, GLP-1, 글루카곤 작용제인 레타트루타이드(retatrutide)라는 신약이 등장하여 초기 임상 시험에서 유망한 결과를 보여주고 있습니다.
다음은 체중 감량을 위해 고려되는 약물 및 GLP-1 수용체 작용제에 대한 요약입니다.
1. 세마글루타이드(위고비, 오젬픽)와 같은 GLP-1 수용체 작용제
2. 복합 치료 접근법
a. 티르제파타이드(마운자로)와 같은 GLP-1 및 GIP 수용체 작용제
b. 레타트루타이드와 같은 GLP-1, GIP 및 글루카곤 수용체 작용제
체중 감량 약물의 과학적 원리
GLP-1 및 GIP 수용체를 활성화하면 신체의 포도당 및 지질 대사가 촉진됩니다. 이는 식욕과 소화 속도를 감소시키는 동시에 체지방을 줄이고 비만 관련 질환의 위험을 낮추는 능력을 향상시킵니다. 주요 효과는 다음과 같습니다.
- 인슐린 분비: GLP-1과 GIP는 혈당이 높을 때 췌장 베타 세포에서 인슐린 분비를 자극하여 혈당 수치를 낮추는 데 도움을 줍니다.
- 글루카곤 분비: GLP-1은 혈당이 낮을 때 췌장 알파 세포에서 글루카곤이 방출되는 것을 억제할 수 있습니다.
- 위 배출: GLP-1과 GIP는 음식물이 위에서 장으로 이동하는 속도를 늦춥니다. 이는 포만감을 오래 유지시켜 식욕과 칼로리 섭취를 줄이는 데 도움을 줍니다.
- 식욕 조절: GLP-1과 GIP는 뇌의 배고픔 및 포만감 신호를 조절하는 영역에 영향을 미칩니다. 이는 공복감을 줄이고 만족감을 높여 식욕과 음식 섭취량을 조절하는 데 도움을 줍니다.
복합 요법의 중요성
복합 요법에서 고려해야 할 중요한 요소는 시너지 효과입니다. 시너지 효과란 여러 약물을 병용했을 때 나타나는 효과가 각 약물의 개별 효과를 합친 것보다 큰 경우를 말합니다. GLP-1 수용체 작용제와 GIP 유사체를 병용하는 것이 중요한 이유는 두 가지 주요 호르몬 중 하나만 작용하는 것이 아니라 두 분자 경로 모두에 영향을 미치기 때문입니다. 세마글루타이드와 같은 단일 요법 약물의 경우, 인간 및 쥐 대상 임상 시험에서 약물 효과에 대한 내성이 발생하는 것으로 나타났습니다. 복합 요법은 여러 경로를 표적으로 삼기 때문에 신체가 약물 효과에 내성을 갖는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. 복합 요법에서 고려해야 할 또 다른 요소는 용량입니다. 복합제는 각 개별 약물의 용량을 줄일 수 있어 특정 부작용을 피할 가능성이 있습니다.
임상 시험 및 실제 결과는 어떠한가?
여러 임상 시험을 통해 GLP-1 수용체 작용제와 GIP/GLP-1 수용체 작용제 복합제가 당뇨병 및/또는 비만 환자에게 위약이나 다른 치료법보다 유의미한 체중 감량 효과를 나타낸다는 사실이 입증되었습니다.
뉴잉글랜드 의학 저널(The New England Journal of Medicine)에 발표된 주요 연구들은 세마글루타이드와 티르제파타이드의 효능을 강조했습니다. 1,961명의 참가자를 대상으로 한 이중 맹검 연구에서, 식단 및 운동과 병행하여 세마글루타이드 2.4mg을 투여한 결과 참가자의 절반이 체중의 15%를 감량했으며, 3분의 1은 68주 동안 20%를 감량했습니다. 반면 생활 습관만 개선한 위약 그룹은 2.4%의 체중 감량을 보였습니다. 2,539명의 참가자를 대상으로 한 또 다른 연구에서는 생활 습관 개선과 함께 티르제파타이드 5mg, 10mg, 15mg을 투여했을 때 각각 참가자의 15%, 32%, 36%가 체중의 25% 이상을 감량했습니다. 생활 습관 개선만 진행한 그룹에서는 1.5%만이 체중 감량을 보였습니다.
제2형 당뇨병 환자를 대상으로 티르제파타이드와 세마글루타이드를 비교한 에 따르면, 티르제파타이드 투여 환자의 82~86%가 당화혈색소 수치를 7% 미만으로 낮춘 반면, 세마글루타이드 투여 환자는 79%가 이를 달성하여 티르제파타이드가 더 우수한 것으로 나타났습니다.
또한 GLP-1, GIP, 글루카곤과 같은 표적을 결합한 약물에서 더욱 주목할 만한 효과가 관찰되는 것으로 보입니다. 일라이 릴리(Eli Lilly)의 최근 2상 임상 시험 결과에 따르면 참가자들은 평균 약 24%의 체중 감량을 달성했습니다. 더 큰 규모의 3상 임상 시험에서 이러한 결과가 입증된다면, 일라이 릴리의 확장 중인 체중 감량 약물 포트폴리오를 크게 강화할 잠재력이 있습니다.
GLP-1 수용체 작용제 및 GIP 기반 치료제의 인기와 영향
미디어의 주목을 받은 은 미국에서 처방 건수가 급증했습니다. 지난 1년간 오젬픽 처방은 111% 증가했으며, 2017년 승인 이후 제2형 당뇨병 시장을 선도하는 약물이 되었습니다(그림 1). 오젬픽은 주로 제2형 당뇨병 치료제로 처방되지만, 2023년까지 위고비(Wegovy) 공급 부족으로 인해 만성 체중 관리 목적으로도 사용되었습니다.
2022년 5월 미국에서 마운자로(Mounjaro)라는 브랜드명으로 승인된 는 일라이 릴리의 2023년 1분기 매출 5억 3,760만 달러 달성에 기여했습니다. 이 약물은 비만 치료를 위한 미국 FDA 패스트 트랙(Fast Track) 지정을 받았으며, 향후 세마글루타이드 계열 약물들과 경쟁할 것으로 예상됩니다.
저널 출판 동향 및 특허 분석
CAS Content Collection에서 세마글루타이드 관련 출판물을 검색한 결과, 저널 수는 2019년부터 2022년 사이에 두 배 이상 증가했습니다. 세마글루타이드 관련 특허 역시 2011년 2건에서 2022년 109건으로 증가했습니다. 세마글루타이드의 인기가 높아짐에 따라 특히 체중 관리 분야에서 더 많은 연구가 진행되어 관련 출판물도 늘어날 것으로 예상됩니다.
CAS Content Collection에 따르면 티르제파타이드는 비교적 신약에 속해 지난 10년간 관련 출판물 수가 적었습니다. 그러나 학술지 게재 건수는 2021년 34건에서 2022년 72건으로 증가했습니다. 같은 기간 티르제파타이드 관련 특허 또한 증가세를 보였습니다. 티르제파타이드의 임상 시험이 완료되고 체중 관리 목적으로 FDA 승인을 받게 됨에 따라 관련 출판물은 더욱 급증할 것으로 예상됩니다.
파이프라인 분석
당뇨병 및 체중 감량 신약 개발은 활발한 연구 분야로, 여러 유망한 후보 물질이 다양한 임상 시험 단계에 있습니다. 노보 노디스크(Novo Nordisk)는 경구용 세마글루타이드 약물을 파이프라인에 보유하고 있습니다. 경구용 세마글루타이드는 현재 1상 단계에 있으며, 당뇨병 관리를 위한 25mg 및 50mg 세마글루타이드는 3상 단계에 있습니다. 또한 당뇨병 치료를 위한 경구용 GLP-1/GIP 복합제에 대한 2상 임상 시험이 진행 중입니다. 티르제파타이드는 현재 비알코올성 지방간염(NASH) 치료를 위한 2상 임상 시험과 박출률 보존 심부전(HFpEF), 폐쇄성 수면 무호흡증, 비만 관련 이환율 및 사망률, 심혈관 결과에 대한 3상 임상 시험을 진행하고 있습니다. 만성 비만 치료제로 패스트트랙 지정을 받은 티르제파타이드는 규제 당국의 승인을 앞두고 있습니다. 일라이 릴리(Eli Lilly) 역시 당뇨병 치료를 위한 GIP/GLP 공동 작용제 펩타이드를 1상 임상 시험 중입니다.
미래 전망
전 세계적으로 비만과 제2형 당뇨병 유병률이 계속 증가함에 따라, GLP-1 수용체 작용제와 GIP 기반 치료제는 출판물 및 파이프라인 개발의 증가와 함께 유망한 성과를 보이고 있습니다. 이들의 성공과 영향력은 처방 건수 증가와 임상 시험에서 보고된 긍정적인 결과에서 확인할 수 있습니다. 체중 관리의 다음 개척지는 마운자로와 같은 기존 약물과 레타트루타이드 초기 임상 시험을 포함한 복합 요법이 될 것입니다. 신체의 자연적인 호르몬 반응을 활용하는 이러한 약물은 체중 감량과 대사 조절에 대한 새로운 접근 방식을 제공할 뿐만 아니라 다른 질병 치료로 이어질 가능성도 있습니다. 신흥 치료제와 주요 발전 사항에 대해 자세히 알아보려면 RNA 치료제, 엑소좀, 지질 나노입자 등에 관한 심층 인사이트 보고서를 확인해 보십시오.
