Taxol1. Develpment history1962년 미국립암센터(NCI) 과 미국 농림부가 공동으로 새로운 항암물질을 개발하기 위해 북미에 있는 많은 종류의 식물을 screening 하였다. 이 연구를 통해서 1960년대에만 약 3만 종의 천연물질이 검색되었다. 그 중 서양 주목(Taxus brevifolia)과 유럽 주목(Taxus baccata)의 표피에서 발견된 물질인 Taxol 도 포함되어 있다. 그 후 1979년 항암효과가 발견되어 주목받았으며, 1993년 FDA로부터 항암제로 승인받았다. 그러나 독특한 구조로 인해 합성이 어려워 환경을 훼손해야 하는 문제가 있었으나 지금은 반합성이 가능해 원료를 얻기가 수월해졌다. diterpenoid계열의 물질이며, 우리나라에서 자생하는 주목나무에서도 발견되어 대량증식하여 현재에는 항암제로서 사용중이다.(관련기사)(관련기사) 택솔,내년부터 국내에서 상품화 HYPERLINK "http://www.yonhapnews.co.kr" t "_blank" | 1994-05-03 14:23산림청, 임상실험위한 표준품생산 성공곰팡이 배양으로 5천배 증식기법 개발폐암, 유방암, 난소암 등의 치료에 특효가 있는 항암물질인 택솔(TAXOL)이 임상실험용으로 개발이 완료돼 내년부터 상품화될 것으로 전망된다.산림청 임목육종연구소(소장 李輔植)는 3일 한국산 朱木의 종자속에 있는 씨눈과 곰팡이를 생물공학기법으로 증식해 택솔의 표준품을 생산하는데 성공했다고 발 표했다.임목육종연구소의 孫聖鎬박사팀은 지난해 7월 주목의 종자속에 껍질보다 약 1백배나 더 많은 택솔이 함유된 것을 세계최초로 개발한데 이어 이번에 실험실내에서 택솔을 대량생산할 수 있는 방법과 택솔을 추출하는 기술개발에 주력, 택솔표준품을 생산하게 됐다고 밝혔다.택솔의 표준품은 대학 및 연구기관에 임상실험용으로 전량 제공될 예정이며 앞으로 택솔함유량이 많은 세포와 곰팡이의 생산능력을 한층 높이는 새로운 방법을 개발하고 상품화를 앞당기기 위한 택솔추출, 정제공정 단축 등의 기술혀내고 이를 대량 배양하는 기법을 개발했다고 발표했다.택솔은 주목나무에 함유된 항암물질로서 현재까지 알려진 항암제중에서 뛰어난 약효를 보이고 있으며 임상실험결과 난소암, 유방암, 폐암 등의 중증환자에 각각 30%, 50%, 25%의 치료효과가 있는 것으로 입증됐다.또 다른 항암제와 동시에 투여하게 되면 급성백혈병 및 각종 암치료에 효과가 있는 것으로 알려졌다.미국은 지난 60년 국립암센터(NCI)에서 택솔의 연구에 착수, 69년 주목나무에서 택솔의 분리 및 정제에 성공했으며 92년 암환자를 대상으로 한 임상실험결과 항암효과가 있다는 사실을 FDA(식품의약국)로부터 인정받은 후 양산체제에 들어갔다.孫박사는 그러나 미국이나 유럽의 연구방법은 대규모 벌채로 주목을 멸종시킬 우려가 있고 인공합성도 곤란하며 조직배양에도 장기간이 소요되는 등 문제점이 있다고 밝혔다.따라서 주목껍질이나 잎에서 택솔을 추출할 경우 암환자 1명을 치료하는데 필요한 양을 얻으려면 60년생 주목 2그루의 껍질이 필요하다는 것이다.孫박사는 그러나 우리나라에서 새로운 조직배양기법으로 이같은 문제점을 해결 했다고 밝혔다.택솔의 세계시장규모는 2천년대에 약 50억달러로 추산되고 있으나 아직 절대량이 부족하여 세계적으로 구입에 어려움을 겪고 있으며 우리나라 암환자도 구입이 거의 불가능한 상태이다.2. Chemical and physical properties.Taxol은 diterpenoid계열의 물질이고, 자세하게는 diterpene의 질소유도체에 해당하는 천연물로서 Diterpene alkaloids라고 총칭한다. Taxol은 반합성하여 유방암 등에 사용되며, 반합성의 출발물질인 baccatin III 는 Taxus baccata 의 잎으로부터 분리된다. 전이기의 유방암 및 난소암 치료에 임상적으로 사용되어 오고 있으며, 폐암이나 경부암 등에도 효과가 알려져 있다. Taxol과 치환기 유사체이고, 10-deacetylbaccatin III 로부터 반합성으로 생산되는 Docetaxel 은 Taxol에 간에 의한 대사와 담즙배설이 주요한 소실경로이고 신장을 통해 미변화체로 배설되는 분율은 10%미만(1.4-6.6)이다. 이러한 약동 학적 특성으로 간기능 장애나 cytochrome P-450 효소계를 저해하는 약물을 투여받는 환자에 있어서는 주의하여야 한다.4. PharmacodynamicsCisplatin을 포함한 다른 항암제와 방사능요법에 반응이 없는 진행성 난소암 (advanced ovarian cancer)에 효과가 있으며(response rate: 21~50%) response를 보인 기간은 3~30개월로 다양하다. 또한 doxorubicin을 포함한 항암 치료로 효과가 없는 4기 유방암환자와 항암치료 경험이 없는 환자에서는 33~60%의 반응률을 보인다. 폐암에는 다른 항암제(cisplatin, fosfamide 등)와 비슷한 효과를, melanoma에는 약간의 효과를 보인다. Renal cell carcinoma와 prostate cancer에는 신장으로 배설되지 않기 때문에 거의 효과가 없다.5. Mechanism of actionTaxol은 세포 내 microtubule의 assembly를 증진시키고 disassembly를 저해함으로써 항암효과를 나타내는 독특한 약물이다. Microtubule이란 세포질(cytoplasm)에 있는 가는 tube 같은 구조로써 세포의 골격 형성과 motility를 유지하며 유사분열 중기에서 방추사의 형성과 분열시 이동에 관여한다. Microtubule은 tubulin dimer라는 고유의 subunit로 이루어졌고 이 tubulin이 assembly되어 microtubule을 형성한다. 형성된 microtubule은 유사분열시 기능수행을 위해서는 disassembly 되어야 한다. Taxol은 암세포의 microtubule의 assembly를 증진 시키고 일단 형성된 microtubule을 안정화시켜 polymerization 상태로 남아있게 한다.6. Clinical useTaxol은 유방암과 자궁암에 효과가 se-dependent)인 것으로써 골수억제에 의한 leukopenia와 neutropenia가 나타나며 thrombocytopenia는 빈도가 덜하다. 최근 보고에 의하면 이 부작용은 투여시간(infusion time)과 상관이 있어 24시간 주입보다 3시간의 주입이 더 현저한 neutropenia를 발생시키는 것으로 나타난다. 이 부작용은 감량과 filgrastim(Grasin 의 동시투여로 감소시킬 수 있는 것으로 알려졌으며, 심한 과민반응 (hypersensitivity reaction)은 주사제의 용제로 다량 함유된 Cremophor® EL에 의한 것으로 써 dexamethasone, diphenhydramine의 사전투여(premedication)가 요구된다.이외에 서맥, 심실빈맥의 심장독성과 이상감각의 말초신경 병변, 위장관계 독성으로 점막염, 설사가 일어날 수 있다. 구토의 부작용은 드물어 진토제를 투여할 필요는 없다.9. Future direction and other발표된 예비 제1임상 연구 결과에 따르면, Cell Therapeutics이 개발하고 있는 paclitaxel 유도체, PG-TXL은 기존의 paclitaxel보다 150% 이상 많이 사용해도 별다른 부작용을 유발시키지 않는 특성을 나타냈다. Cellular Therapeutics가 개발한 PG-TXL은 paclitaxel에 약물 전달 효율을 높여 주는 polyglutamate polymer를 결합시킨 약물이다. 기존의 paclitaxel에 polyglutamate polymer를 결합시키게 되면 약물의 tumor specificity이 증진될 뿐만 아니라 종양 세포 조직에 더 많은 양의 약물을 전달하는 장점을 확보할 수 있다.Sidney Wallace박사에 따르면, 종양 세포 안의 PG-TXL 농도는 Taxol에 비해 무려 다섯 배에서 열 배까지 증가하는 경향을 보였다고 한다. 더 많은 양의 약물이 종양 세포 조직에 존재한다는 것은 그만큼 약물의 치료 효과가 증진될 수 있다는 것 투여하는데만 세 시간에서 24시간이 필요하지만 PG-TXL 약물의 경우에는 10분에서 30분 만에 약물 투여를 완료할 수 있다.Cellular Therapeutics에 따르면, 30분 미만이란 짧은 시간 안에 부작용을 일으키지 않으면서 고농도의 paclitaxel을 투여하는 기술 개발은 이번이 처음이다. 발표된 보도 자료에 따르면, PG-TXL 약물을 이처럼 단 시간 안에 투여하더라도 모발 손실과 같은 부작용을 나타내지 않았다고 한다. PG-TXL 약물의 또 다른 장점은 텍솔에 대해 약물 반응을 보이지 않는 종양 세포에 대해서도 항암 효능을 발휘한다는 것이다.현재 미국에서는 PG-TXL 약물의 투여량을 증가시킴에 따라 항암 효능과 부작용이 어느 정도까지 유도될 수 있는지를 규명하기 위한 연구가 진행 중에 있다. 그리고 이외에 또 다른 항암제인 cisplatin과 PG-TXL 약물을 함께 혼용해 사용하는 방법에 대한 연구도 수행 중이다.10. Resferences- Taxol 면역측정 시스템 확립, 김현석, 2002 연세대학교 대학원 석사- HYPERLINK "http://www.riss.kr/search/detail/DetailView.do?p_mat_type=be54d9b8bc7cdb09&control_no=e1e944d16a818817" 난소암 세포주에서 Topotecan, Cisplatin, Taxol에 대한 화학민감도의 측정과 apotosis에 관한 연구, 김창남, 경희대학교 대학원 박사- Suffness Mathew and Wall Monroe, Discovery and Development of Taxol, 1995,- Straubinger Robert, Biopharmaceutics of Paclitaxel Formulation, Activity and Pharmacokinetics, 1995,- Douglass Candice, PG-TXL Shown to Shrink Tumors in Late-Stage Cancer Patients who ha5.03