2부. 마이크로바이오옴 - 세상과 인류를 바꿀 Bio Tech.

1부 마이크로바이오옴에 대한 산업별 적용 사례 및 시사점에 대한 내용을 기술코자 합니다.

5) 마이크로바이옴이 몰고 올 핵심 3대 산업별 변화 혁명

5-1) 식품산업
마이크로바이옴은 식품 산업에 가장 먼저 상용화가 되고 있다. 넓게는 전통식품인 김치, 치즈, 요구르트 등 미생물이 함유된 식품부터 좁게는 많은 현대인이 건강기능식품으로 복용하고 있는 프로바이오틱스가 바로 그것이다. 현재 마이크로바이옴의 식음료에서의 활용은 건강기능식품에 집중되고 있다. 특히 인간 마이크로바이옴은 영양(Nutrition)과 약품(Pharmaceutical)의 중간적 개념인 ‘뉴트라슈티컬(Nutraceutical)’의 떠오르는 성분으로 다양한 연구가 집중되고 있다. 마이크로바이옴 불균형이 비만, 당뇨, 류마티즘, 염증성 장질환, 자폐증까지 연관성이 있다는 연구결과가 줄을 이으며 앞으로 마이크로바이옴을 활용하여 콜레스테롤을 경감하거나 노화를 늦춘다거나 당뇨 및 치매와 같은 질병을 관리하는 건강기능식품이 점차 확대될 것으로 보인다. 무엇보다 식음료 영역에서 프로바이오틱스 등의 마이크로바이옴의 원재료 개발은 건강기능식품뿐만 아니라 치료제, 진단 등으로 사업 확장이 가능해 글로벌 식품 대기업들이 미래 성장동력으로 집중하고 있다는 점이 국내 식품 기업에 시사하는 바가 있다고 생각한다.

 

5-2) 제약/바이오/진단 헬스케어
마이크로바이옴 치료제의 근간이 되는 신물질을 발굴하는 데 한번도 분리해내거나 사용해보지 않은 새로운 균주가 개발되고 있다. 일명 ‘차세대 프로바이오틱스’라는 별명을 가진 새로운 물질들이 활발히 연구되고 있다. 둘째, 치료제의 적응증이 지속적으로 확대된다. 장내 마이크로바이옴을 중심으로 그동안 비만과 당뇨 등의 대사질환이나 소화기질환과의 연관성 연구로 시작했다면 이제는 자폐증, 우울증, 알츠하이머와 같은 신경계 질환과의 연관성까지도 그 영역을 뻗어나가고 있다. 특히 신경계 질환의 경우 사회적으로도 큰 비용을 소모하고 있으므로 마이크로바이옴 치료제가 개발될 경우 나비효과도 기대해 볼 수 있다는 조심스러운 관망도 나오고 있다. 마이크로바이옴 치료제는 각 적응증별로 폭넓은 스펙트럼의 파이프라인을 형성한다. 그중에서도 클로스트리듐 디피실균 감염(Clostridium Difficile)을 포함한 소화기질환 영역이 마이크로바이옴 치료제 시장을 견인하고 있다.

① 천연∙인공 세균 기반 치료제(Bugs as Drug) 프로바이오틱스를 포함한 우리 몸에 이로운 작용을 하는 살아있거나 만들어낸 (engineering) 유익균으로 목표한 질환을 치료하는 방법이다 . 전 체 마이크로바이옴에 대한 투자 중 가장 큰 비율로 43%가 이 분야에 투자했다. 클로스트리듐 디피실균(Clostridium Difficile) 감염과 같은 면역질환부터 궤양성 대장염, 크론병 등의 소화기질환뿐만 아니라 암세포 생성에 관련 있는 세균과 면역을 활성화하는 세균을 연구하여 암을 치료하는 방법 등이 개발 중에 있다.
② 프리바이오틱스∙콘트라바이오틱스(Pre∙Contrabiotics) 프리바이오틱스와 콘트라바이오틱스는 장내 미생물 군집의 종류 및 구조를 바꿔주도록 필요한 미생물을 증가 또는 그렇지 못한 것을 차단하는 방법이다.
대부분은 유익균을 강화하고 유해균을 줄이는 방법으로 진행한다고 이해하면 된다. 마이크로바이옴 전체 투자 중 33%가 이 분야에 투자되었다. 이 방법은 소화기장애, 궤양성대장염, 크론병, 과민성대장염, 클로스트리듐 디피실균 감염뿐만 아니라 당뇨병과 비만 치료제로도 활발하게 연구 중이다.
③ 마이크로바이옴 상호작용경로(Host Microbiome Interaction Pathway) 마이크로바이옴 상호작용경로는 미생물이 활성화되는 메커니즘을 연구하여 작용기전 자체에 개입할 수 있는 저분자 물질을 통해 질병을 컨트롤하는 방법이다. 예를 들면, 특정 화합물(small molecule)이 타깃 통증이나 감염에 반응하는 마이크로바이옴의 메커니즘에 억제제로 작용한다. 또는 특정 화합물이 미생물의 독성을 제거하거나 부작용을 일으키는 미생물의 효소를 억제한다. 이 방법에는 전체 마이크로바이옴 투자 비용 중 16%가 쓰이고 있다.
④ 차세대 항생제(Next-generation Antibiotics) 차세대 항생제 분야는 내성 균주를 목표로 하고 있어 내성 균주를 선택적으로 제거할 수 있는 유전자 조작 기술이 필요하다. 따라서 마이크로바이옴 자체에 대한 분석과 함께 유전자 편집 도구를 개발해 유전적으로 조작된 박테리오파지를 개발하고 있다. 전체 투자 중 7%가 이 기술에 투자되었다.
⑤ 분변 미생물 이식술(FMT, Fecal Microbiota Transplant) FMT는 건강한 개인의 분변 속의 미생물을 질환이 있는 사람의 장에 이식하는 방법이다. 환자의 장내 미생물 다양성 복원을 통해 질병을 치료한다. 이 방법에는 전체 마이크로바이옴 투자 중 5%가 FMT에 투자되었다.

5-3) 화장품
마이크로바이옴은 퍼스널케어 시장 내에서도 빠르게 큰 물결을 형성하고 있는 기능성 화장품 트렌드와 맞물려 차차 두각을 나타낼 것으로 전망된다. 기능성 화장품은 화장품과 의약품의 중간 개념으로 고령화, 환경오염, 성형미용 시술의 증가로 인해 그 수요가 더 증가하고 있는 세그먼트이다. 쉽게 말해 주름개선, 미백, 자외선 차단에 대한 효과가 높아 일반 화장품보다 의학적 효과가 좋은 것을 말한다. 화장품 기업에서는 마이크로바이옴이 장기적이고 근본적 피부 개선을 해 줄 수 있을 것이라는 대전제 하에 ‘스킨 바이옴’이라는 키워드를 내걸며 다양한 R&D를 수행하고 있다. 아직까지 기능성 화장품에 있어 마이크로바이옴의 효과는 걸음마 수준이지만 여러 가지 피부 건강과의 연관 논문들이 발간되고 있다.

네이처리뷰 마이크로바이올로지(Nature Review Microbiology)에서는 건강한 피부와 건강하지 못한 피부를 대조하고 분석하여 건강한 피부에서 마이크로바이옴의 균형은 필수적이라는 것을 밝혀냈다. 또한 다른 논문에서는 마이크로바이옴이 항노화, 아토피, 여드름과 연관이 있다고 말한다. 예를 들면, 아토피 피부염 환자의 피부에서 특정 미생물이 더 존재하거나 장내 미생물의 다양성과 상재균이 감소한다는 것이다. 피부 및 장내 미생물이 피부 건강과 유기적으로 연결되어 상호작용한다는 가설의 실마리들이 하나씩 밝혀지면서 향후 기능성 화장품 시장에서 마이크로바이옴은 지속적인 연구대상이 될 것으로 보인다.

6) 시사점

국내 기업은 기술∙자본집약적인 마이크로바이옴 산업을 리딩하기 위하여 장기적이고 상생적인 파트너십 구축에 주안점을 둬야 한다고 생각한다. 결국 국내보다 바이오 제약 기술 산업이 100년 이상 기술을 보유한 미국과 유럽 중심의 시장에서 새로운 시장을 만들기 위한 전략적 재편을 위해서는 국내 입장에서는 M&A와 Open Innovation을 통한 Licensing In & Out 기술 확보가 최우선일 수밖에 없다고 생각한다. 결국, 시간과 막대한 양의 투자를 최소화하고 투자 대비 효율을 위해선 M&A는 선택이 아닌 필수라고 본다.

마이크로바이옴은 글로벌뿐만 아니라 국내에서도 신수종산업으로 향후 지속적으로 투자가 늘어날 것으로 전망된다. 국내 대기업 및 벤처 기업 역시 해외 기업과 경쟁할 수 있는 인적∙물적 역량을 갖추었으므로 앞으로 특히 신약 개발 기업에 대한 투자를 중심으로 초기 기업들에 대한 선별적인 대규모 투자는 더욱 활성화될 것으로 기대된다.

성공적인 투자를 위해서 기업들은 투자 전략에서 M&A과 IPO를 고려해 볼 수 있다. 일례로 미국의 생활용품 식품 제조 업체인 클로락스(Clorox)의 경우 2016년 마이크로바이옴 중 프로바이오틱스 전문 업체인 리뉴라이프(Renew Life)를 2.9억 달러에 인수하여 기존에 보유한 식품 보조제와 버츠비(Burt’s Bees)와 같은 화장품 영역에 활용 전략을 발표했다. 2018년 스위스 제약사 페링(Ferring Pharmacuticals)의 경우에도 마이크로바이옴 치료제 개발 업체인 미국의 리바이오틱스 (Rebiotix)를 인수했다. 또 한 2014 년 영국의 4D파마(4DPharma)를 필두로 최근 5년간 마이크로바이옴 벤처의 성공적인 IPO 케이스들이 지속적으로 나오는 것 또한 주목할 만하다. 다각화된 투자 전략은 향후 선순환적 마이크로바이옴 투자 생태계 구축에 큰 역할을 할 것이다.

그러나, 마이크로바이옴은 빙산의 일각만이 보이고 있을 뿐이다. 인류의 건강과 삶의 질에 혁신을 가져 올 마이크로바이옴 산업에서 게임체인저(Gamechanger)의 주도권을 잡고 거대한 빙산의 보물을 캐내기 위해서 국내 기업들은 보다 넓게 확장된 눈과 긴 숨을 가지고 전략을 구축하고 실행해야 할 것이다. 타 산업에서의 마이크로바이옴 산업 진입을 경계하는 방어 전략과 함께 시야를 확장하여 적극적인 크로스보더 협업 전략을 통해 국내 대기업은 해외 벤처의 기술력을 확보하고, 국내 벤처 기업은 해외 대기업 투자금을 확보해야 함. 더불어 M&A(인수합병) 및 IPO(기업공개)를 통해 선순환적인 투자 생태계 구축을 모색해야 한다고 생각한다.

감사합니다.