1부. 마이크로바이오옴 - 세상과 인류를 바꿀 Bio Tech.

2017년부터 종근당 랏토핏을 통한 프로바이오틱스 시장이 국내 본격 활성화되었다. 왜 갑자기 시장이 크게 변한 것일까? 그리고, 건강기능식품인 ‘프로바이오틱스’와 화장품인 랑콤 ‘제니피끄’의 공통점은 무엇일까? 그것은 바로 ‘마이크로바이옴’이 활용된 제품이라는 부분이다. 이번 내용은 마이크로바이오옴에 대한 Market Potential, Technology 관점에서 신문, 구글, 각종 헬스케어 논문 및 컨설팅 자료를 각각 조합 및 정리하여 이하와 같은 내용을 구성하였다.

2018년 JP모건 헬스케어 컨퍼런스에서 마이크로소프트 창립자 빌 게이츠가 "세계를 바꾸게 될 세 가지는 마이크로바이옴, 치매 치료제와 면역 항암제"라고 말하면서 이 세 분야가 더욱 부각됐다. 최근에는 마이크로 바이오옴은 ‘제2의 게놈’이라 불리는 미래의학 기대주이며, 장내 미생물-질환 연결고리 속속 드러나는 연구로 잇따르자 '대변 은행'도 성황하게 되어 결국 바이오의 미래 = 마이크로바이옴 기반 신약 개발로 귀결 될 수 있다고 주장하는 학자들도 있다.

마이크로바이옴의 파급효과는 식품, 화장품부터 치료제, 진단의 헬스케어 분야까지 산업 경계를 넘나들며 커지고 있다. 마이크로바이옴은 ‘제2의 장기’ 또는 ‘인간의 두 번째 게놈’이라는 별명과 함께 인간 건강에 끼지는 영향이 부각되면서 세계 각 국에서 지속적 R&D 투자가 이루어지고 있다. 특히 미국과 유럽에서는 약 10년 전부터 국가 주도로 대규모 투자가 이루어졌으며, 각 산업 분야의 글로벌 대기업들은 전략적으로 마이크로바이옴에 투자하고 있다. 우리나라에서 프로바이오틱스 부분 CMO가 가능한 기업은 현재 공식적으로는 종근당 바이오뿐이라고 알고 있다. 이점에서 왜 마이크로바이오옴이 세상과 인류를 바꿀 기술인지, 이것을 통해서 저와 같은 개미 혹은 시장과 M&A를 통한 신사업 개발자가 Insight를 얻어야 할 점등에 대해서 나름의 입장을 전개코자 한다.

 

1) 마이크로바이옴의 개념과 부상 배경

마이크로바이옴(Microbiome)이란 미생물(microbe)과 생태계(biome)를 합친 말로 몸속에 100조 개의 미생물과 그 유전자를 일컫는다. 미생물군집에는 세균, 고세균, 원생생물, 균류 및 바이러스가 포함된다. 호스트(인간)의 건강과 성장에 결정적인 역할을 하는 것으로 나타난 마이크로바이옴은 '제2의 게놈' 또는 '제2의 뇌'로 불린다. 결국, 특정 환경에 존재하는 미생물의 총합이며, 인간 마이크로바이옴의 부상 배경으로는 차세대 염기서열 분석 기술의 발달(속도와 비용)과 수많은 질병과 연관성이 밝혀진 현황을 꼽을 수 있다. 마이크로바이옴은 미국과 유럽은 10여 년 전부터 국가적 대형 프로젝트로 인간 마이크로바이옴의 참조 유전체 데이터와 분석 방법론을 개발하고 질병과의 연관성을 전 세계에 공개된 기술이다. 

우리나라 최초 마이크로바이옴 치료제 개발사인 고바이오랩 고광표 대표는 "사람은 지구 상에 존재하는 미생물들과 함께 진화했다"며 "마이크로바이옴과 질병은 떼려야 뗄 수 없는 관계다. 실제로 사람의 여러 생물활동이나 질병이 몸에 사는 미생물들과 연관됐다는 것은 자연과학적으로 당연한 것인데 최근 차세대 염기서열분석(NGS)과 같은 과학기술 발달로 질병의 원인과 결과가 밝혀지고 있다".

2) 마이크로바이오옴의 중요성

유전체 분석 기술의 비약적인 발전은 인간 게놈보다 수백 배 이상의 유전자를 가진 마이크로바이옴 분석을 초고속으로 진행하도록 힘껏 도와주고 있다. 게다가 발전한 오믹스2) 기술도 결합하면서 마이크로바이옴 각각의 특성과 생태계 내 작동기 전 분석까지 가능해졌다. 마이크로바이옴에 대한 새로운 기능 및 작용에 대한 정보가 축적되면서 식품과 제약 기업에 새로운 제품 개발에도 큰 영향을 주고 있다. 이와 같이 인체에 중요한 역할을 수행하는 마이크로바이옴은 소화기, 호흡기, 구강, 피부, 생식기 등 모든 신체 부위에 다양한 종류와 구성으로 존재한다. 무엇보다 마이크로바이옴이 그동안 풀지 못했던 암을 포함한 많은 질병을 예방하고 치료할 수 있다는 기대감에 따라 마이크로바이옴은 단기간에 학계뿐만 아니라 산업계의 관심을 받기에 충분했다.

물리적으로 마이크로바이옴은 인 간 체중의 1~3% 를 차지한다 . 마이크로바이옴의 유전자 수로는 인간 유전자의 수백 배로 존재하며 다음과 같은 매우 중요한 역할을 수행한다. ①영양분 흡수: 마이크로바이옴의 종류와 구성에 따라 같은 영양분도 사람에 따라 흡수 양상이 다르다. ②약물대사 조절: 인체 내에 들어온 약물이나 발암 물질로부터 보호하는 기능을 수행한다. ③면역작용 조절: 인체의 면역체계와 상호작용을 하면서 외부의 병원성 미생물로부터 인체를 보호한다. ④발달 조절: 마이크로바이옴에서 생성된 물질이 뇌 발달 및 신경에 영향을 주어 인간 행동까지도 영향을 준다.

 

3) 마이크로바이옴 시장 

글로벌 마이크로바이옴 시장은 2019년 811억 달러에서 2023년까지 1,087억 달러로 연평균 7.6% 성장이 전망되며, 마이크로바이옴 식음료 시장 규모는 2019년 기준 747억 달러로 예상되며, 프로바이오틱스와 프리바이오틱스에 대한 지속적 투자와 함께 건강기능식품 시장을 중심으로 확대될 전망이다.

가령, 글로벌 식품 기업 네슬레는 ‘네슬레건강과학연구소’를 설립하여 마이크로바이옴을 R&D(연구개발) 중이며, 네슬레는 장질환 치료제 개발을 위해 미국 세레즈테라뷰틱에 투자와 더불어 프랑스 엔터롬과 합작회사로 Microbiome Diagnostics Partner(MDP)를 설립하여 헬스케어까지 확장하고 있다. 마이크로바이옴 화장품 시장 규모는 2019년 기준 2.3억 달러 예상, ‘스킨 바이옴’이라는 신생어와 함께 아토피와 여드름 개선 기능성 화장품에서 두각을 나타낼 전망이다.

미국 화장품 기업 로레알은 2006년부터 50개 이상의 마이크로바이옴 관련 논문을 출간하고 랑콤의 제니피끄를 비롯해 기능성화장품 브랜드인 라로슈포제, 비치의 신제품에 마이크로바이옴을 활용하고 있다. 헬스케어 관점에서 시장 규모는 2019년 기준 59.5억 달러로 예상되며, 약 180여 개의 신약 파이프라인 중 5개가 임상 3상 진행 중에 있다. 글로벌 빅파마(대형 제약사)들은 다양한 방법으로 마이크로바이옴 바이오벤처에 투자를 하고 있으며, 특히 미국의 존슨앤존슨와 일본의 다케다가 공격적으로 라이센싱 계약 등을 진행하고 있다. 국내 기업들이 마이크로바이옴에 대한 연구를 하고 있지만, 현재는 종근당 바이오를 중심으로 다양한 파이프라인을 투자하거나 미래 사업을 현실화하기 위해 준비 중에 있다.

 

4) 마이크로바이오옴의 미생물 관련 기술

우리에게 많이 알려져 있는 프로바이오틱스(Probiotics)는 아이러니하게도 최신 기술이라고 보기 힘들다. 1908년 노벨 생리학의학상을 받은 메치니코프는 불가리아 지방에 장수자가 많다는 것에 착안해 유산균을 발견하였다. 사실 유산균은 당류를 발효해 에너지를 만들고 락트산을 생성하는 세균을 일컫는 관용어이므로 그 중 일부가 프로바이오틱스에 해당할 뿐이고 정확한 분류학적 용어는 아니다. 2001년에 세계보건기구(WHO, World Health Organization)는 ‘프로바이오틱스는 적당량 적용 시 건강에 유익한 살아있는 미생물(Live microorganism which when administered in adequate amounts confer a health benefit on the host)’이라고 정의했다. 인체 건강에 유익한 미생물 군집을 증가 또는 균형 잡히도록 한 제품과 기술이 프로바이오틱스이며, 현재 다양한 프로바이오틱스가 개발 중이다. 프리바이오틱스(Prebiotics)는 장 내 유익균의 성장을 돕는 난소화성 성분으로 프로바이오틱스의 영양분이 되어 장내 환경에 도움을 주는 물질이다. 프로바이오틱스와 함께 섭취했을 때 효과가 더 좋다는 연구가 급증하면서 주목받게 되었다. 포스트바이오틱스(Postbiotics)는 최근 나온 개념으로 프로바이오틱스가 만들어내는 각종 대사물질로 진단용 바이오마커 또는 치료제로 개발할 수 있다는 기대감으로 많은 연구가 이루어지고 있는 기술 분야이다.

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2부. 마이크로바이오옴 - 세상과 인류를 바꿀 Bio Tech.

감사합니다.