의약품 위변조 탐지용 분석법 개발 사례_LC-MS/MS를 활용한 위조약 검출 전략과 실무적 접근

최근 글로벌 의약품 시장에서 위변조 약물(Counterfeit Medicines)의 문제는 단순한 품질 이슈를 넘어 공공보건과 환자 안전을 위협하는 심각한 글로벌 이슈로 부각되고 있다. 세계보건기구(WHO)는 개도국을 중심으로 유통되는 의약품의 10% 이상이 위변조된 것으로 추정하며, 특히 온라인 유통 채널과 병행수입 경로 등을 통한 위조약 유입 사례가 꾸준히 증가하고 있다.

이러한 위조약은 유효성분이 전혀 없거나 잘못된 성분을 포함하고 있는 경우가 많아, 복용 시 치료 효과가 없을 뿐 아니라 심각한 부작용을 유발할 수 있다. 특히 항생제, 항암제, 항바이러스제와 같은 고위험군 의약품의 경우, 위변조 여부에 따라 환자의 생명이 직결될 수 있다. 이에 따라 국내외 규제기관과 제약사들은 위변조 의약품 탐지를 위한 분석법 개발에 주력하고 있으며, 이 과정에서 가장 신뢰할 수 있는 도구 중 하나로 LC-MS/MS(Liquid Chromatography coupled with Tandem Mass Spectrometry)가 주목받고 있다.

이 글에서는 LC-MS/MS 기반의 위조약 탐지 분석법 개발 과정을 실제 사례와 함께 상세히 소개하고, 분석 전략 수립, 데이터 해석, 품질보증(QA) 체계, 그리고 규제 대응까지 전반적인 실무 프레임을 체계적으로 제시하고자 한다.

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1. 위조약 탐지의 필요성과 LC-MS/MS의 역할

1-1. 위변조 의약품의 유형과 특징

위변조 의약품은 크게 다음과 같은 유형으로 구분된다.

• 성분 없음 (Blank formulation): 유효성분 없이 부형제만 포함된 경우
• 잘못된 성분 (Wrong API): 다른 성분으로 대체되어 있음
• 정량 미달 또는 과량 (Incorrect strength): 유효성분이 너무 적거나 많은 경우
• 정품 포장 위조 (Fake labeling): 외형은 정품과 동일하나 내용물이 다름
• 만료일 조작, 재포장, 리필 등

이러한 위조약은 겉으로 보기에는 정품과 거의 유사하지만, 실제 약효는 전혀 다르며 오히려 독성을 초래할 수 있다. 특히 환자 개개인의 신체 특성과 질환 특이성에 따라 유해성이 극대화될 수 있어, 고정밀 탐지 기술이 반드시 요구된다.

1-2. LC-MS/MS 기반 탐지의 이점

위조약 탐지에서 LC-MS/MS는 다음과 같은 장점으로 인해 핵심 분석법으로 자리 잡고 있다.

• 고감도·고선택성: 초저농도 분석이 가능하며, 다성분 동시분석에 유리
• 특이적 질량 대 질량비(m/z) 탐지를 통해 동일한 외형을 가진 위조약 식별 가능
• 동시 다성분 정량으로, 복합제 위조 여부도 탐지 가능
• 빠른 분석 시간과 정량 신뢰도 확보

또한 정제되지 않은 의심 시료에서도 유효성분 또는 오염물질 탐지가 가능하다는 점에서, LC-MS/MS는 실제 위조약 감정 및 수사 과정에서도 핵심 도구로 활용되고 있다.

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2. 위조약 탐지용 분석법 개발 전략

2-1. 의심 의약품 수거 및 전처리 전략

분석법 개발의 출발점은 실제 시중에 유통되거나 환자, 의료기관 등으로부터 수거된 의심 의약품 시료의 확보이다. 다음과 같은 과정을 통해 시험용 시료가 확보된다.

• 불법 온라인 판매 의심 제품 수거
• 병원 및 약국의 재고 중 위조 가능성이 제기된 제품
• 환자 부작용 사례와 연계된 제품

수거된 의심 시료는 다음과 같은 방법으로 전처리 된다.

• 정제된 분말 상태로 조제 (타정약의 경우 파쇄 및 균질화)
• 용매추출 (MeOH, ACN, H2O 등)
• 원심분리 및 여과 후 시험액 확보

특히 정제 내 유효성분이 낮거나 이질적인 경우를 대비하여, 시료 전체를 동질화(homogenization)하는 과정이 필수적이다.

2-2. 정품과의 비교분석을 통한 타겟 설정

탐지법 개발의 핵심은 정품 대비 비교 정량 분석이다. 제조사에서 제공한 정품(Reference standard)을 기준으로 다음 항목을 분석한다.

• 유효성분(API)의 존재 여부 및 함량
• API 외 유사성분 또는 대체성분 탐지
• 함량 정량 비교: Cmax, AUC, RSD 값 확인

실제 사례에서, 정품과 유사한 외형을 가진 위조약이 존재했으나, LC-MS/MS 분석 결과 유효성분 함량이 1/10 수준이거나, 전혀 다른 성분이 검출된 사례가 다수 보고되었다.

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3. LC-MS/MS 기반 위조약 분석법 개발 사례

3-1. 사례 1: 발기부전 치료제(실데나필) 위조 사례 분석

해외에서 다량 유통되고 있는 발기부전치료제 위조약은 외관상 정품과 동일하나, 성분의 함량이나 종류가 다른 경우가 많다. 다음은 실데나필(Sildenafil) 위조약의 실제 분석 사례이다.

• 정품 기준: 실데나필 100 mg/tablet
• 의심 제품 분석 결과:
  • 실데나필 미검출
  • 비아그라 유사 화합물(데실데나필 등) 검출
  • 부형제로 전분 및 타르색소 다량 포함

LC-MS/MS 분석 조건:

• Column: C18, 50 x 2.1 mm
• Mobile Phase: 0.1% FA in H2O / 0.1% FA in ACN
• MRM transition: m/z 475.2 > 100.1 (Sildenafil)

이 분석법은 5분 이내의 런타임으로 유효성분 및 위조 성분을 동시에 검출 가능했다.

3-2. 사례 2: 항암제 성분 위조 및 정량 미달 탐지

고가 항암제의 경우, 위조약이 고의적으로 희석되거나 정량 미달 상태로 유통되는 경우가 있다. 실제로 분석 과정에서 100 mg으로 표기된 주사제에서 단 10 mg 정도만 검출된 사례가 존재했다.

• 정품 대비 % 함량: 9.3% ~ 12.7% 수준
• 검출된 불순물: 벤젠 유도체, 페놀 계열 이물질
• 환자군 내 치료 실패 사례 다수 보고

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4. 분석 데이터의 해석과 품질 보증

4-1. 정량 분석 결과의 해석

정량 분석 결과는 단순히 농도 값 비교에 그치지 않고, 다음과 같은 기준을 중심으로 판단한다.

• 정품 대비 함량 차이 (±15% 이상 차이 시 위조 가능성)
• 정품에서는 검출되지 않는 성분 존재 여부
• 농도 변동계수(RSD) 20% 이상 시 재검토 필요

4-2. QA/QC 기반 신뢰성 보장

위조약 분석 결과는 수사, 행정 조치 등과 연계되므로, 철저한 품질보증 체계가 필수이다.

• 각 분석 결과에 대한 원자료(raw data) 보관
• Calibration curve, QC sample 결과 병행 기록
• Incurred Sample Reanalysis(ISR) 수행으로 반복성 확보

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5. 국제 규제기관 요구사항과 대응

FDA, EMA, MFDS 등은 위조약 탐지에 있어 다음과 같은 데이터 제출을 요구한다.

• 분석법의 밸리데이션 자료 (정량범위, LLOQ, 반복성 등)
• 정품 대비 비교 분석 데이터
• 위조 성분 확인 결과 및 구조동정 보고서

또한, ICH Q3D에 따라 중금속 또는 용매 불순물 등도 병행 분석할 것을 권고하고 있다.

실무 팁: MFDS에서는 최근 위조약 판단 근거로 LC-MS/MS 기반 정량 비교를 강력히 권고하고 있으며, 약사법 위반 여부 판단 시 핵심 자료로 활용된다.

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6. 결론: 위조약 탐지를 위한 분석 전략의 미래

위조약 문제는 더 이상 특정 국가나 제약사만의 이슈가 아니다. 글로벌 유통 환경의 변화, 온라인 구매 확산, 병행수입의 증가 등으로 인해 위변조 의약품의 탐지는 전 세계적 관심사이며, 이에 대한 분석법 고도화는 제약 산업 전체의 신뢰도와 직결된다.

LC-MS/MS는 위조약 탐지에 있어 가장 신뢰할 수 있는 분석 도구이며, 정밀한 분석 설계, 표준화된 비교 프로토콜, 데이터 반복성 확보 등을 통해 위조 여부를 명확히 판별할 수 있다. 특히 정품 대비 비교 분석 중심의 전략은 향후 글로벌 규제기관 대응에도 있어 핵심 프레임이 될 것이다.

분석팀과 QA, RA, 개발팀 간의 긴밀한 협업을 통해 위조약 탐지 프로세스를 체계화하고, 환자 안전을 최우선으로 한 품질 보증 체계를 강화해야 할 시점이다. 위조약 분석은 단순한 범죄 증거 채취가 아니라, 환자의 생명을 지키는 가장 과학적이고 실용적인 무기라는 점을 다시금 인식해야 할 것이다.

의약품 위변조 탐지용 분석법 개발 사례_LC-MS/MS를 활용한 위조약 검출 전략과 실무적 접근