천연물자원과 - 건강식품산업 장 일 무 서울대학교 천연물과학연구소 천연물과학대학원(협동과정) changim@snu.ac.kr

자원(Global Resources) 곤충, 약간의 동물 화석 자원(석유, 석탄, 천연가스) 합성화학기술 미생물 자원(곰팡이, 세균) 발효 기술 곤충, 약간의 동물 식물 자원 (고등식물 – 약초, 해양) 천연물과학 1차 식물 자원 식량, 목재 종이, 고무 단백질, 지질 탄수화물 2차 식물 자원 유용천연물 (약물,향료 농약,색소) 특수 미량 성분 2차 대사물 50만종 (고등식물) 생물의 다양성 Biodiversity

일차 식물자원 : 경쟁력의 전제조건 대량, 소품종 (고무, 목재, 쌀, 밀 등) 부피 vs 가격 (저 부가가치) 넓은 재배 면적 성장에 알맞은 기후 조건 저렴한 인건비, 기계화 가능 한국 농업의 현실 ?

이차 식물자원: 천연물산업 소량, 다품종 부피 vs 가격 (고 부가가치) 천연약물 기능성식품, 건강보조식품 천연색소 천연향료 천연 살충제-농약 기능성화장품 항생물질 대치 동물생약 천연물과학 기술의 고도화

제품에 따른 부가가치 순위 부가가치 Natural Drugs 가격상승 Extract / Tincture 천연약물 : Dietary Supplements Standardized Extract Extract / Tincture Standardized Herbs Dried Herbs Fresh Herbs Natural Drugs 건강식품 : 규격 엑스 : 엑스/팅쳐: 규격 약초 : 乾 藥草 : 生 藥草 : 쌍화탕/키니네 인삼차/은행잎 원료 백세주 한약재 농산물

천연물산업 핵심 요소 기술 허가 및 등록기술 재배-생산-배양 천연물자원 천연물화학 효능-안전성 천연물효능-독성평가 추출-성분분리 구조규명-규격기준 천연물화학 효능-안전성 천연물효능-독성평가 국내외 허가 규정- 학술정보DB-전자상거래 천연물정보과학 제품화 기술 제형 개발 허가 및 등록기술 신물질-용도-제법특허창출

World Traditional Medicine 황하문화권 양자강문화권 강남문화권

Yellow Emperor’s Classic Time Scale BC1500 1000 500 AD1 1500 2000 古朝鮮 檀君朝鮮 三國時代 新羅 高麗 朝鮮 後潮 最近世 Dong Ee BO Gam BC70 AD210 Shang Han Lun 536 1593 Materia Medica 殷 春秋 梁 周 前漢 後漢 唐 宋 金 元 明 淸 400 Hipocrates (Greece) AD50 Discorides 1800 1900 BC 1500 Ebers papyrus (Egypt) 900 Vedas Jenner (small pox) Pasteur (Micro organisms) Roentgen (X-ray) BAL, DDT sulfons Antibiotics Toxicology Yellow Emperor’s Classic of Internal Medicine 秦

Surgical Apparatus for Eye(안과수술기구) 針 烙 鉤 割 刀

한의약의 특성 17세기까지는 세계 최고의 의술과 약물요법 이후 수면기 20세기 초- 서양의학의 도입 영아 사망율 낮춤(백신, 항생제 등) 전염병 및 외과 수술 21 세기 대체보완의약의 도입 식물자원 중국: 약 3 만종 고등식물(체계적 약초요법의 발달) 북미 대륙: 약 1 만 8 천종 유럽 대륙: 1 만 1 천종

1999년 11월 Time 표지 ( 약초특집 ) 국민 8,000 만명 매일하나 이상 건강 식품 복용

약초요법에 대한 소비자 의식조사 Gallup (1997년) Celestial/Harris (1998년) 치료효과 예방효과 22% 예방효과 23% 건강증진 45% 51% 19% 30%

안전성에 대한 소비자 의식 설문 : 당신은 약초(약초요법)이 안전하다고 생각하십니까? 1997년(NBC News Survey) : 65%(yes) 1998년(Celestial/Harris Survey) :79%(yes) 1991년 – ’93년의 사망통계 비타민(1명), 약초요법(1명) 흡연(40만 추정), 약화사망(10만 추정)

미국 건강 보조식품 – 기능성 식품 년도별 시장규모 1991 1994 1997 1998 1999 2천 500만불 16억불 38억 7천만불 120억불 260억불 미국 : 약 1,200억불 1997년 세계제약시장 : 약 3,200억불 생명공학(Biotech)제품 1개의 신약 개발 : 약 5억불(10년) 미국 거대 제약기업의 새로운 진출 130억불 규모

성장배경 미국민의 대중적 선호도 미 의회의 지원 (명령) 대학, 연구기관에 대체의약에 대한 학술강의, 연구비 지원 대중 언론매체의 홍보 의약품 비용의 절감 효과:남가주 지역의 HMO의 하나인 American Specialty Health Plans가 한약(TCM)에 대한 의료보험 지불시작 50종 이상의 IND(Investigational New Drugs)생약제제가 FDA에 허가를 신청 접수 심사. DIA 와 FDA 합동으로 생약제제에 관한 워크숍 5회 개최(’94-’97) 미국 약전에서 새로이 생약부분의 기준 설정 및 공정서 발간 (인삼, 오가피, 감초, 마황 등 20종)

미국의 새로운 변화(1996년 이후) I 거대제약기업 (AHP, Smith-Kline Beecham, Warner Lambert, Park-Davis, etc), 식품기업(Cambell)등이 생약, 약초, 기능성 식품 시장에 본격 진출 Mass Market (대형 수퍼, 대형 약국, 통신판매)에서 취급하는 Botanical Medicine Products 종류가 평균 30종 이상으로 확대 Wall Street 투자적격기업으로 천연물/생약판매 기업상장 및 설명회 개최 광고물량의 증가(년 2억불 광고 지출) 방송매체에서 특집 방송 시작(ABC,CNN) : 수요급증

미국의 새로운 변화(1996년 이후) II British Medical Journal에서 St. John’s wort에 대한 시장출하 효과 분석 발표(1996) 하버드대학교 의대에서 Alternative Medicine강의 시작(1996) 미국의학회지 (JAMA)에서 은행잎 효과 논문 게제(1997) Wall Street Journal에서 Kava에 대한 특집(1998) NCCAM 에서 St. John’ wort, 인삼, 은행잎 Sahrk fin 에 대한 임상시험을 시작 (1997-1998) 콜럼비아 의대에서 생약과 임상치료 접목 사례 강의(1998) 하버드의대와 Berth Israel병원에서 임사의사에 대체의약 재교육 시작(년 3일)(1998)

National Center for Complementary & Alternative Medicine(대체보완의학) 1992년 출범 : Acupuncture 및 소규모의 기타 전통치료법 (요가, 카이로프랙트, 기공)탐색 / 실험기 1998년 : 약초-Botanicals 에 집중 연구 시작(예산 25 배 증액) – 미국의 세계 천연물 시장에 대한 Globalization 전략

Office of Dietary Supplements NIH 산하 1995 년 출범(DSHEA 법에 근거) 건강기능성식품에 관한 정보 수집 및 각 국의 규정 정보 Healthy People 2010 Project (US Department of Health and Human Service) 추진 FDA, NCCM 과 공동 협력

Dietary Supplements & Human Education Act DSHEA(1994) (Public Law 103-417) 비타민, 미네랄, 약초(Herbs), 식물생약(Botanicals)다년생) 를 포함하여 생산, 유통에 관한 법률 식품에 사용하는 향신료, 생강, 마늘 조림 등 제조식품 형태 – Food GMP적용 건강보조식품 – Dietary Supplements / 기능성 식품 – Nutroceuticals-Health Foods, Functional Foods :인체의 구조(Structure) 및 기능(Function)의 증진. 약물(Drugs)은 질병(Diseases)에 관한 치료 효과, 예방효과를 제공(효과와 안전성 확보가 필수적 : Drug GMP)

DSHEA의 제 3 범주, OTC Dietary Supplements (건강보조식품)이 아닌 약품(대중약)에 속함. OTC ingredients로 승인 받은 생약제품 Aloe (자극성 하제), Cascara (하제), Peppermint oil (기침), Psylium(Plantago) (하제), Red Pepper (자극제), Senna (하제), Slipery elm (자극완화제), Witch hazel(수렴제)

DSHEA 제 4 범주 현재 IND(Investigational New Drugs)으로 FDA (Center for Drug Evaluation and Research)에 신청 중인 천연물약품 주요한 것들은 한방 복방 처방 50 여종(폐경 후 열감해소, 티눈, 습진)-중국인이 신청 은행잎 : 건망증, 녹차 : 항암 St. John’s(우울증), Saw palmetto(전립선비대)

IND(Investigational New Drug) and NDA - 천연약물 (’90-’98) 치료 영역 INDs 임상계속 거절 정신 / 신경 6 1 5 암 13 9 4 금연 / 담배 2 항염증 3 순환 / 신장 대사 / 홀몬 피부 11 8 항바이러스 10 7 비뇨기 TOTAL 50 33(66%) 17

Discontinuation of Chinese Herbal Drugs by FDA Item # Single-ingredient (Aristolochic Acid 함유- 신장암 유발) 100176-0 Guan) Mu Tong 廣木通 100644-2 Ma Dou Ling (Mi) 馬兜鈴 Item # Herbal combinations (11종 처방 생산, 수입, 판매 금지) B015 Ba Zheng San 八正散 D060 Dang Gui Si Ni Tang 當歸四逆湯 D075 Dao Chi San 導赤散 F050 Fu Fang Di Hu Tang 複方地 湯 G005 Gan Lu Xiao Du Dan 甘露消毒丹 K030 Kou Yan Ning 口眼寧 L070 Long Dan Xie Gan Tang 龍膽瀉肝湯 P005 Pai Shi Tang X072 Xiao Ji Yin Zi 消積飮子 X125 Xin Yi San 辛夷散 Y020 Yang Yin Xiao Yan Tang 養陰逍眼湯 These products were distributed nationwide in small quantities primarily to acupuncturists, Herbalists, and herbal stores. They are in powder form (3.5 oz. bottles) or capsule form (100 per bottles) under the “ Treasure of the East” label.

U.S. FDA의 천연약물 규정 개정안 Botanical Drug Products 한방약 복합처방 약 50종 IND Draft Guidance(CDFDA/COMMON/CDERGUID/1221DFT.DOC08/03/00 WWW.fda.gov/cder/guidance/index.htm Combination drug regulation-복합처방 IND for botanical drugs Clinical trial-Phase 1, 2, 3 한방약 복합처방 약 50종 IND

국제적 환경: 국제협약 및 규제 생물다양성 협약 전통지식에 대한 지적재산권 주장 움직임 멸종위기 동식물 국제거래에 관한 협약 (Rio Declaration on Environment and Development) 전통지식에 대한 지적재산권 주장 움직임 (World Intellectual Property Organization-WIPO) 멸종위기 동식물 국제거래에 관한 협약 (Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora)

국제협약 및 규제-2 도하에젠다(WTO) 세계보건기구 약용식물 규격가이드 한약(생약) 규격국제화 포럼 세계무역기구 협약에 의한 개방 한의사, 한의 교육, 한약시장 개방 세계보건기구 약용식물 규격가이드 (W.H.O. Monographs on Selected Medicinal Plants) 한약(생약) 규격국제화 포럼 (Forum on Harmonization of Herbal Medicines)

생물다양성 협약 1992년 브라질 리우 총 27장(Principles) 제 2장 부분: -States have, in accordance with the Charter of the United Nations and the principles of international law, the Sovereign Right to exploit their own resources pursuant to their own environmental and developmental policies, and the responsibility to ensure that activities within their jurisdiction or control do not cause damage to the environment of other States or of areas beyond the limits of national jurisdiction-

전통지식에 관한 특허권 주장 WIPO의 현안 문제로 부각 전통문화, 지식, 약물에 대한 지적재산권 부여 움직임. 식물자원국—중국, 인도 및 열대우림 지역국가(대부분이 경제 후진국) CBD의 보호가 미약-WTO-TRIPs 개정 움직임. 전통약물(한약)의 경우 전통지식에 대한 보호 - 종주권을 인정할 때 한국의 대처방안은? 대부분의 한약처방 및 약재는 중국에서 전래

CITES 145개국이 가입-(1975년 이래) 3개의 부속서(Appendices) (the Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora) 145개국이 가입-(1975년 이래) 3개의 부속서(Appendices) 제 1 : 멸종 위기 동식물(국제 거래 금지) 제 2 : 멸종 위험성 – 거래 제한 요구 제 3 : 회원국 임의로 지정한 멸종 위험성 한약재 중 멸종 위기 동식물 : 웅담, 호골, 사향 등등 제한 – 대체 약재 또는 인공 재배, 배양

한약(생약) 규격국제화 포럼 Forum on Harmonization of Herbal Medicines 한약(생약) 원료약재 및 제품에 관한 규격기준 세계보건기구(WPRO) 지원 2001 년 11월 27-30일 (전문가 회의)(서울대 천연물과학연구소 한중전통약물 협력연구센터 주관 및 W.H.O) 한, 중, 일, 베트남, 홍콩,싱가폴, 호주, 미국 등 참여 2002 년 3 월 8 일 북경에서 창설 (NGO기구) 의장국 (중국) 및 2 개의 기술분과(한국, 일본)

KFHH(한국 한약-생약 규격포럼) Korean FHH: 설립 (2002 년 4월 24일) 상임위원회 및 기술분과 사무국(서울대 천연물과학연구소) 약용식물자원분류-규격기준 분과위원회 5월 21-24 일 일본 동경(NIH 생약부 주최) 품질인증-기술정보 분과위원회 7 월 초 예정 GAP(Good Agricultural Practice) GMP(Good Manufacturing Practice)

세계보건기구: 약용식물 규격기준 전통약물의 활용을 통한 보건증진 정책 세계 각지의 약용식물 (전통약재)에 대한 현대적 - 과학적 규격기준 제정 계속 사업 식물분류학적 동정 천연물성분을 규격기준 지표물질 방사능 오염도 측정 간단한 효능 및 안전성 정보 References

세계보건기구 약용식물 규격집

세계보건기구 약용식물 규격집

국내 환경 천연물신약법 제정 및 후속조치 건강기능식품에 관한 법률 한약을 천연물 신약화 한약으로 등록 및 허가-처방변경-성분신약화(임상시험) 건강기능식품에 관한 법률 자원의 다양화 제한적 효능표기로 완화(기능성) 지자체의 관심—건강산업단지 계획 강능시—50 만평 (KIST 천연물과학연구소 착공) 대구시- 한방산업진흥원 제천시- 건강산업단지

미국 건강보조식품시장 상위 매출 제품

우리 기술의 경쟁력과 도전 한약 효능의 지혜 (전통지식) 현대과학의 접목 (해볼만한 기술 축적) 우리 기술의 경쟁력과 도전 한약 효능의 지혜 (전통지식) 미국 vs 한국= 첨단 과학 vs 중하위 기술로 분류 현대과학의 접목 (해볼만한 기술 축적) 품질관리 : 규격기준 기술, GAP 도입 효능 (Efficacy) : 안전성 (Safety) 제형변경(캡슐, 정제) : 제약기업보유(GMP) 임상시험 : GCP의 단축시험 Pharmaco-dynamic 자료 및 고전의약서 자료 기능성식품, 화장품, 규격한약재 규격엑스, 천연약물