약물 상호작용
약물 상호작용이 무엇인지와 중요한 이유에 대해 알아보고, 출시 후 부작용을 얻는 방법에는 문제점이 있다는 사실을 토대로 KAIST에서 2018년에 개발한 DeepDDI 기술이 무엇인지 알아보자.
약물 상호작용이란?
'약물 상호작용'이라는 말은 생소할 수 있다. 누구나 일상생활에서 흔히 접하는 것이다. 약 복용법을 본다면, '복용중인 약이 있다면 의사와 상담 후 복용하세요'라는 문구, 또는 병원에서 처방 전에 복용중인 약에 대해 물어보곤 한다. 이런 질문들이 약물 상호작용을 막기 위함이다. 약물 상호작용(Drug Interaction)은 특정 약끼리 복용했을 때, 특정 약과 음식을 복용했을 때 발생하는 변화나 부작용을 뜻하는 말이다. 약을 복용할 때, 물과 먹는 것도 약물 상호작용 때문이라고 할 수 있다. 커피는 약물 흡수를 억제, 방해하는 작용을 하고, 칼슘의 배설을 촉진한다고 한다. 또한, 커피가 특정 성분의 농도를 높이거나, 약의 효능이 증대되기도 한다. 반대로 약이 커피의 카페인의 작용에 변화를 준다고 한다. 이와 비슷한 사례로 우유와 약의 복용도 피하는 것이 좋다고 한다.
약물 간의 부작용에는 파록세틴과 프라바스타틴의 작용이 있다. 파록세틴은 세로토닌의 흡수를 억제하는 항우울제이다. 프라바스타틴은 콜레스테롤 억제제로, 고지혈증 약이다. 우울증과 고지혈증, 서로 다른 이유로 복용하는 이 두가지 약을 같이 복용할 경우, 혈당량이 증가하는 부작용이 나타난다고 한다. 단독으로 복용할 경우, 프라바스타틴은 혈당량에 아무런 영향을 주지 않고, 파록세틴은 오히려 혈당량을 낮추는 작용을 하기도 해서 이 결과는 상당히 새로운 결과였다. 혈당량의 상승은 당뇨병 환자가 아닌, 일반 환자들한테도 나타났으며, 당뇨병 환자들은 40mg/dL정도, 일반 환자들은 20mg/dL정도가 상승했다. 다른 파록세틴 계열, 프라바스타틴 계열로 실험해본 결과, 별다른 부작용이 나타나지 않았다. 미국에서 파록세틴이나 프라바스타틴을 복용하는 환자가 3300만명이고, 이 두가지 약을 동시에 복용하는 환자는 50만~100만명이기 때문에, 이 연구 결과는 약물 상호작용이라는 것을 처음 도입했다는 점과, 사람들이 많이 복용하는 약물을 다뤘다는 점에서 의미가 있다고 할 수 있다.
DeepDDI(Drug-Drug Interaction)
약물 상호작용을 확인하는 방법은 매우 어려웠다. FDA 승인을 받아 안전하다고 판단된 약(파록세틴과 프라바스타틴) 사이에도 같이 복용할 경우, 부작용이 생기기 때문에, 부작용을 예상하는 것은 더 어렵다. 생각해야 할 경우의 수가 너무 많기 때문이다. 따라서 2018년 전에는 약이 출시가 된 후, 인터넷 검색기록과 같은 자료들, 즉, 실제 복용 사례들을 바탕으로 부작용을 기록하였고, 판단 후 두 약물을 같이 복용하지 않도록 했다. 하지만, 출시 후의 결과로 부작용을 알아보는 것은 큰 부작용이 있다.
그림 1에서 볼 수 있다시피, 약물 A와 B의 유사성과 상호작용을 분석하고, 딥러닝을 기반으로하는 8개로 이루어진 심층 인공 신경망을 지나며, 86가지의 결론을 주는 원리를 따르고 있다.
2018년, KAIST에서 약물 상호작용을 예측하는 DeepDDI라는 기술을 만들었다. 이 기술로 약물 상호작용을 92.4%의 높은 정확도로 예측할 수 있다. 상호작용 예측을 통해, 이 기술이 2,159가지의 약이 만들어낼 수 있는 조합인 2,329,561가지의 조합을 예측해냈다. 이는 86가지의 작용을 분류된다. 또한, 약과 약 뿐만 아니라 피해야 할 음식의 정보까지도 제공한다. ADE(Adverse Drug Event)도 9,284가지의 조합으로 알려주며, 부작용을 최소화 할 수 있는 대체 약품도 62,707가지를 제공해준다. 2,159의 약과 1,523가지의 음식 재료 3,288,157 조합도 나와있다.
음식과 약, 약과 약의 상호작용에 대해서는 자료가 많지만, 한약과 양약에 대한 정보는 아직 부족하다고 한다. 현재로서는 유익한 작용보다는 유해한 작용이 많다는 것을 알 수 있으며, 앞으로의 연구도 두고 봐야 할 것 같다.
[1] https://www.pharmnews.com/news/articleView.html?idxno=83499
[2] http://www.medical-tribune.co.kr/news/articleView.html?idxno=46474
[3] https://www.kaist.ac.kr/newsen/html/news/?mode=V&mng_no=4549&skey=keyword&sval=CES&list_s_date=&list_e_date=&GotoPage=4
표1: https://www.pharmnews.com/news/articleView.html?idxno=83499
그림1: KAIST·미국국립과학원회보