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[미래기술25]①차세대 게놈 ‘마이크로바이옴’ 혁신을 몰고오다
  • 장내 미생물 뜻하는 마이크로바이옴
  • 질병 90% 이상이 장내 마이크로바이옴과 연관
  • 화장품, 건기식 이어 치료제 개발 新기술로 주목
  • 연평균 7.6% 성장, 2023년 약 75억5000만 달러 형성
  • 등록 2021-10-12 오전 6:00:00
  • 수정 2021-10-15 오후 4:28:16
[이데일리 송영두 기자] 프리바이오틱스, 프로바이오틱스 등 어디선가 많이 들어본 이 단어들은 모두 마이크로바이옴 기술 중 하나입니다. 마이크로바이옴은 미생물군집을 뜻하는 마이크로바이오타(microbiota)와 유전체를 뜻하는 게놈(genome)의 합성으로 장내 미생물군 자체를 의미합니다. 참고로 프리바이오틱스는 비소화성 물질로 장내 환경을 개선하는 데 도움이 되는데, 올리고당 등 탄수화물과 식이섬유 형태가 대부분입니다. 또한 프로바이오틱스는 인간 몸에 유익한 살아있는 미생물을 총칭하며, 락토바실루스, 비피더스균이 대표적입니다.

인간 게놈보다 수백 배 이상의 유전자를 가진 마이크로바이옴은 최근 유전체 분석 기술이 발달하면서 분석 연구가 가능하게 됐습니다. 이를 통해 다양한 연구로 마이크로바이옴이 신진대사, 소화능력, 질병 관리체계, 면역력 등 인체에 다양한 영향을 미치는 것으로 확인됐습니다. 질병 90% 이상이 마이크로바이옴과 연관된 것으로도 나타났습니다. 따라서 마이크로바이옴은 제2의 유전체 또는 차세대 게놈이라고 불릴 정도로 주목받고 있습니다.

실제로 빌마리스 구글벤처스 설립자는 이미 지난 2015년 “마이크로바이옴은 헬스케어의 가장 큰 게임체인저가 될 것”이라고 했고, 빌게이츠 마이크로소프트 창립자는 2018년 JP모건헬스케어콘퍼런스에서 세계를 바꾸게 될 세 가지를 언급했는데, 면역항암제, 치매치료제와 함께 마이크로바이옴을 꼽았습니다. 생명공학정책연구센터도 “마이크로바이옴을 활용한 제품 및 서비스로 기능성 제품과 질환 치료제 및 진단제품이 개발되고 지속적인 성장이 예측된다”고 설명했습니다.

[그래프=이데일리 이미나 기자]
생명공학정책연구센터에 따르면 글로벌 마이크로바이옴 시장은 2019년 811억 달러에서 연평균 7.6%로 성장해 2023년 약 1087억 달러 규모로 성장할 것으로 예상됩니다. 이 중에서도 헬스케어 활용 분야는 2018년 59억5000만 달러에서 2023년 75억5000만 달러로 연 7.7% 성장이 기대됩니다. 최근 글로벌 제약사와 바이오 벤처들이 인간과 공생세균 간의 상호작용 의학적 활용 가능성에 주목하면서 대규모 투자가 전망됩니다.

이미 다논(프랑스), 듀퐁(미국), 네슬레(스위스), CJ제일제당(한국), 한국야쿠르트(한국) 등 국내외 대형 식품기업들은 투자를 통해 마이크로바이옴을 활용한 식음료 및 건강기능식품 개발과 사업에 뛰어들었습니다. 또한 유니레버(영국), 로레알(프랑스), P&G(미국), 아모레퍼시픽(한국), 코스맥스(한국) 등 글로벌 및 국내 화장품 기업들도 마이크로바이옴 기반 기능성 화장품을 한창 개발 중입니다.

특히 마이크로바이옴 기반 치료제의 경우 상용화 된 사례가 없어 높은 시장성이 예상됩니다. 경쟁도 치열한데 현재 개발 진행이 가장 빠른 것은 세레스 테라퓨틱스의 디피실리 감염 치료제가 임상 3상을 마친 상태로 오는 2022년 미국 식품의약국(FDA)에 품목허가를 신청할 것으로 전망됩니다. 이와 함께 글로벌 제약사 존슨앤드존슨(미국)은 2015년 인간 마이크로바이옴 연구소를 설립해 폐암과 당뇨병 치료제 등을 개발 중이며, 화이자(미국)는 비만 및 대사 장애 마이크로바이옴 치료제를 개발 중입니다. 아스트라제네카(영국)는 면역항암제 효능을 높이기 위해 마이크로바이옴 치료제를 개발 중이며, 다케다(일본)는 염증성 장 질환과 크론병 치료제 등을 개발 중입니다.

[표=이데일리 이미나 기자]
국내 기업의 경우 최근 들어 마이크로바이옴 치료제 개발에 뛰어드는 경향이 높으며, 마이크로바이옴 시장을 타깃하거나 미생물 유전체 분석 기술을 가진 바이오 벤처들이 치료제 개발을 주도하고 있습니다.

쎌바이오텍은 1995년 유산균 브랜드 듀오락으로 시작해 현재 단백질 합성 유산균 치료제 개발을 진행하고 있고, 비피도는 마이크로바이옴을 활용한 류머티즘 치료제를 개발 중입니다. 2010년대 들어서는 천랩, 고바이오랩, 지놈앤컴퍼니 등 감염 진단 솔루션 및 치료제 개발 전문 기업들이 탄생했는데, 천랩은 2009년 설립돼 미생물 생명정보 플랫폼을 개발했고, 이를 기반으로 유전체 감염 진단 솔루션과 장내 미생물 모니터링 서비스를 상용화했습니다.

고바이오랩은 아토피, 천식 등 자가면역 치료제와 당뇨, 비만 등 대사 질환 치료제 파이프라인을 보유하고 있습니다. 특히 최근 마이크로바이옴 유래 면역질환 치료 신약후보물질 미국 특허를 취득했고, 천식 등 알레르기 환자 대상 미국 임상 2상을 추진할 계획입니다. 지놈앤컴퍼니는 면역항암제와 항체신약을 개발 중인데, 면역항암제 ‘GEN-001’은 가능성을 높이 산 머크, 화이자와 공동으로 개발 중입니다. 현재 미국 1상을 마치고 2상에 들어갈 예정입니다. 최근에는 국내 마이크로바이옴 기업 최초로 위탁개발생산(CDMO) 신사업 진출을 선언한 바 있습니다.

송영두 기자 songzio@

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