글로벌 산업 규모 1조 3천억 달러 시대 ... 연평균 5.7% 성장
“신약개발은 장기적 안목으로 지속적인 연구개발 필요한 분야”
“유망기술 활용 도전적 연구 투자 확대 및 국제협력 등 적극적 자세 중요”
[헬스코리아뉴스 / 박원진] 글로벌 제약바이오산업이 폭발적 성장을 거듭하면서 이를 가능하게 하는 글로벌 유망기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 한국제약바이오협회(KPBMA)가 올해 8월 발간한 정책보고서(KPBMA Brief)는 유망한 새로운 바이오테크놀로지가 제약바이오산업 발전의 동력이라고 분석한다.
보고서에 따르면, 현재 세계 제약바이오산업은 1조 3000억 달러, 18일 환율 기준 우리 돈 약 1783조 원 규모를 형성하고 있다. 글로벌 시장은 오는 2028년까지 5.73%의 높은 성장률을 보일 것으로 기대되고 있다. 특히 신규 바이오테크놀로지는 기존 의약품 기술(저분자 화학, 식물 추출물, 생체 내 진단 기술 등)을 따라잡고 있는데, 앞으로 제약바이오산업에서 바이오테크놀로지 기반의 신규 모달리티(New Modality) 비중은 더욱 높아질 것으로 전망된다.
전문가들이 밝힌 글로벌 유망 바이오기술은 크게 8가지 주제로 분류할 수 있다. 글로벌 상위 제약바이오 기업들은 이 분야 기술에 활발히 투자하고 있다. 전문가들은 “우리나라의 경우 제약바이오 산업의 역량은 성장하고 있지만 글로벌 수준의 블록버스터 신약 개발은 아직 전무하다”며, “이제 글로벌 기업들처럼 K-블록버스터 탄생을 위한 적극적인 투자가 필요한 시점”이라고 조언한다.
DNA와 RNA 치료제(therapeutics)
제약바이오업계가 투자를 아끼지 않는 첫번째 기술은 DNA와 RNA 치료제(therapeutics) 개발 기술이다. 질병 치료를 위해 DNA, RNA 또는 올리고뉴클레오타이드 유사체를 사용하며 단백질 합성 방지, 유전자 발현 조절, 세포 신호 방해 등의 작용 메커니즘을 활용하는 기술이다.
DNA & RNA 치료제 분야는 △RNA 간섭(RNA interference), △안티센스 올리고뉴클레오티드(Antisense oligonucleotides, ASO), △압타머 (Aptamer)가 하위 유망기술로 주목받고 있다. RNA 치료제 수(599개)는 DNA 치료제(124개)보다 5배 많다.
①RNA 간섭(interference)은 현재 까지 259개 제품으로 DNA 및 RNA 치료제에 가장 많이 사용되는 기술이다. 앨라일람 파마슈티컬스 (Alnylam)의 온파트로(Onpattro, 5억 4500만 달러) 및 지블라리(Givlaari, 6억 6800만 달러)가 주목할 만한 사례다. 레크비오(Leqvio, siRNA)는 2028년 두 번째로 많이 팔리는 약 25억 달러의 DNA 및 RNA 치료제가 될 것으로 예상되고 있다.
②안티센스 올리고뉴클레오티드(Antisense oligonucleotides, ASO)는 199개 제품으로, 바이오젠의 척수성근위축증 치료제 스핀라자 (Spinraza)는 DNA 및 RNA 치료제 분야에서 현재 까지 유일한 블록버스터(13억 달러)이다. 사렙타(Sarepta)의 뒤센근이영양증(DMD) 신약 엑손디스 51(Exondys-51, 2억 9700만 달러) 및 아몬디스 45(Amondys-45, 2억 1700만 달러)도 주목할만 한 제품이다.
③압타머(Aptamer)는 43개 제품으로 안티(anti)- VEGF인 마쿠젠(Macugen, 시판중), TLR4(P2)를 표적으로 하는 모듈레이터(modulator)이자 압타머(Aptamer)의 혁신신약(first-in-class)인 압톨(ApTOLL), 혈전증 치료용 VWF 억제제인 가디언 테라퓨틱스(Guardian Therapeutics)의 BT200가 대표적이다.
DNA 및 RNA 치료제 시장은 2028년까지 250억 달러에 이를 것으로 예상된다. 주요 기업은 아이오니스 파마슈티컬스(Ionis Pharmaceuticals), 웨스턴 오스트레일리아 대학교(The university of Western Australia, UWA), 앨라일람(Alnylam), 모더나(Moderna)가 거론된다. 아이오니스(Ionis)와 UWA는 ASO 기술의 주요 업체로 두각을 보이고 있다. 앨라일람(Alnylam)은 RNAi를 중점적으로 다루고 있다.
단클론 항체(Monoclonal antibody)
단클론 항체는 단 하나의 항원만을 인식하는 단일 클론에서 생산되어 항원 표적에 매우 특이적인 단일 클론 항체를 이용한 치료기술이다. △접합 항체(Conjugated mAbs), △이중특이성 T세포 참여(Bi-specific T-cell engager, BiTE) 항체(mAbs), △단일 사슬 조각 변수(Single-chain Fragment variable, scFv) 항체(mAbs)가 이 분야 하위 유망기술이다.
단클론 항체(Monoclonal antibody)의 대부분은 인간항체(human antibody, 787개)이고, 인간화항체(humanised antibody, 721개), 키메라항체(chimeric antibody, 82개), 쥐 항체(murine antibody, 42개)가 그 뒤를 잇는다.
①접합 항체(Conjugated mAbs)는 529개의 약물 접합체(drug conjugates), 42개의 방사성 접합 항체(radionuclide conjugates), 37개의 인터루킨 접합체(interleukin conjugates)가 있다.
②이중특이성 T세포 참여(Bi-specific T-cell engager, BiTE) 항체(mAbs)는 35개 제품이 있으며 눈에 띄는 사례는 현재 P3 단계에 있는 암젠(Amgen)이 개발한 탈라타맙(tarlatamab)이다. 이 약물은 2028년까지 2억 3200만 달러의 매출을 올릴 것으로 예상된다.
③단일 사슬 조각 변수(Single-chain Fragment variable, scFv) 항체(mAbs)는 30개 제품으로 유망한 제품은 현재 P2 단계에 있는 소넷바이오(Sonnet Bio)의 SON-1010으로, 2028년까지 3억 500만 달러의 매출을 올릴 것으로 예상된다.
출시되는 항체(mAb) 제품수는 향후 5년 동안 4배 이상 증가할 것으로 예상되고 있다. 주요 기업은 리제네론(Regeneron Pharmaceuticals), 존슨앤드존슨(Johnson & Johnson), 아스트라제네카(AstraZeneca), 젠코(Xencor)가 있다. 특히 Regeneron과 J&J는 자회사들과 함께 다양한 응용 기술과 차별화된 플랫폼으로 인해 두각을 나타내고 있다.
단백질 및 펩타이드 치료제(Protein & peptide therapeutics)
단백질 및 펩타이드 치료제는 호르몬, 성장 인자, 효소, 독소와 독, 펩타이드 등 천연 및 재조합 유래 단백질 및 펩타이드 제품을 포함한 질병 치료제를 말한다. △재조합기술(Recombinant technology), △융합단백질(Fusion protein), △천연추출물(Natural extract)이 이 분야 하위 유망기술이다.
제품 특성별로 가장 많은 단백질 및 펩타이드 치료제는 호르몬(hormones) 541개, 사이토카인(cytokines) 268개, 성장인자(growth factors) 197개, 응고인자(coagulation factors) 116개, 톡신 및 독액(toxins/venoms) 69개 순으로 나타났다.
①재조합기술(Recombinant technology)은 1891개 제품이 있는데, 오젬픽(86억 달러) 및 트루리시티(74억 달러)와 같은 변형 펩타이드(peptide mimetics)가 P&P 카테고리에서 가장 높은 매출을 기록한 가장 성공적인 제품이다.
②융합 단백질(fusion protein)은 129개 제품이 있고 그 중 VEGF 억제제(inhibtor)인 아일리아(Eylea)는 102억 달러, TGF-베타(beta) 조절인자(modulator)인 레블로질(Reblozyl)은 7억 1700만 달러를 기록했다.
③천연 추출물(Natural extract)은 C. 보툴리눔(C. botulinum)에서 추출한 보톡스(Botox)가 의료용으로 27억 달러의 매출을 기록했다. 이 분야에서 가장 성공적인 제품은 15억 달러의 매출을 기록한 췌장 외분비기능 부전(pancreatic exocrine insufficiency) 치료에 사용되는 췌장효소대체요법(pancreatic enzyme replacement therapy)인 애브비(AbbVie)의 크레온(Creon)을 들 수 있다.
단백질 및 펩타이드 치료제(Protein & peptide therapeutics)는 현재 750개의 제품이 임상3상 단계 이상에 있고, 시장규모는 2028년까지 1500억 달러에 이를 전망이다. 주요 기업은 노보노디스크(Novo Nordisk), 일라이릴리(Eli Lilly), 리제네론(Regeneron), 암젠(Amgen) 등이 있다. 이 가운데 노보노디스크와 릴리를 비롯한 대형 제약사가 P&P 치료제 개발에 지배적인 입지를 차지하고 있다.
세포 치료제 (Cell therapy)
세포 치료제는 수혈, 골수 이식, 피부 이식, 특정 백혈구 집단을 사용하여 손상되거나 질병에 걸린 조직이나 기관에 세포를 도입하여 주변의 손상된 조직을 재생하거나 새로운 세포를 생성하여 질환을 치료하는 방법이다. 이 분야는 △줄기세포치료제(Stem Cell Therapy), △면역세포치료제(Immune cell therapy), △연골세포치료제(Chondrocyte cell therapy)가 하위 유망기술이다.
줄기세포치료제(Stem Cell Therapy)는 이 카테고리 제품의 43%를 차지하는 가장 일반적인 세포 치료제다. 2위는 25%를 점유하고 있는 면역세포치료제(Immune cell therapy)다.
①줄기세포치료제(Stem Cell Therapy)는 546개 제품으로 MSCs 231개, iPSCs 치료제 62개, HSCs 39개, ESCs 29개 등이다. 이중 MSCs가 판매 비중에서 가장 높다. 오시리스의 그라픽스(Grafix, 8900만 달러)와 메조블래스트(Mesoblast)의 라이온실(Ryoncil, 1억 900만 달러)이 대표적인 치료제다.
②면역세포치료제(Immune cell therapy) 제품은 T-세포 치료제(T-cell therapy) 185개, NK 치료제 76개, 수지상 세포치료제(Dendritic cell therapy) 30개가 있다. 현재 임상3상 단계의 동종 EBV 특이적 T세포 면역요법(allogeneic EBV-specific T-cell immunotherapy)인 에브밸로(Ebvallo)는 2028년까지 5억 달러의 매출이 예상된다.
③연골세포치료제(Chondrocyte cell therapy)는 26개 제품으로, 가장 주목할만한 사례는 무릎 관절연골결손 치료에 사용되는 베리셀(Vericel)의 MACI(1억 3200만 달러)를 들 수 있다. 세포 치료제(Cell therapy)에서 오는 2028년까지 가장 큰 성장이 예상되는 분야는 심혈관, 중추신경계 종양학이다.
메소블라스트(Mesoblast), 케이스웨스턴 리저브 대학교(Case Western Reserve University), 리사타 테라퓨틱스(Lisata Therapeutics), J-텍(TEC)가 이 분야 선두주자로 꼽힌다. 메소블라스트(Mesoblast)는 2028년까지 블록버스터가 될 가능성이 있는 줄기세포치료제(Stem Cell Therapy) 분야의 글로벌 리더다. 리사타와 J-텍은 자가줄기세포치료제(Autologous cell therapies)에 주력하고 있다.
유전자 치료제(Gene therapy)
유전자 치료제는 기능하지 않거나 오작동하는 유전자를 건강한 유전자로 대체, 조작 또는 보충하여 질병을 치료하는데, 생체 내·외에서 수행하여 치료 유전자를 신체 내부 또는 외부의 세포에 전달할 수 있다.
유전자 치료제(Gene therapy)는 △AAV(아데노 연관 바이러스, Adeno-associated viruses), △비AVV 바이러스 벡터(Non-AVV virus vectors), △비바이러스 벡터(Non-virus vector)가 하위 유망기술로 주목받는다. 이 가운데 AAV는 유전자 치료제에서 가장 널리 사용되는 기술로, 전체 관련 제품의 56%를 차지하고 있다.
①현재 AAV의 제품은 483개이며 사렙타(Sarepta)의 엘레비디스(Elevidys)와 노바티스(Novartis)의 졸겐스마(Zolgensma)는 2028년까지 33억 달러와 20억 달러의 매출을 올릴 것으로 예상된다.
②비AVV 바이러스 벡터(Non-AVV virus vectors)는 레트로바이러스 벡터 및 렌티바이러스 벡터(retro/lentiviral virus vector)가 41개, 헤르페스 바이러스 벡터(herpes virus vector) 8개로 나타났다. 주목할만한 것은 치유되지 않는 만성 치료를 위해 레트로바이러스에 COL7A1 유전자의 정확한 복사본을 패키징하여 EB-101(P3 단계)과 중증복합면역결핍(Severe Combined Immunodeficiency, SCID)을 위한 렌티바이러스 벡터 치료제 MB-107다. 이 치료제의 2028년 예상매출액은 2억 900만 달러다.
③비바이러스 벡터(Non-virus vector)는 45개 제품으로, IL-12를 코딩하는 플라스미드(plasmid)를 종양에 직접 주입하는 후보물질 등이 있다.
유전자 치료제는 2028년까지 80개 제품이 출시될 것으로 예상되고 있다. 현재 노바티스(Novartis), 화이자(Pfizer), 세인트주드 아동 연구병원(St. Jude Children’s Research Hospital), 필라델피아 아동병원(Children’s Hospital of Philadelphia)이 이 분야 연구에 공을 들이고 있다.
특히 노바티스와 화이자는 유전자 치료제(Gene therapy) 분야에서 확고한 입지를 다지고 있으며, 연구기관들도 혁신적인 유전자 치료제(Gene therapy) 개발에 앞장서고 있다.
유전자 변형 세포치료제(Gene-Modified Cell Therapy)
유전자 변형 세포치료제는 환자의 세포를 생체 외에서 유전적으로 변형한 후 환자의 체내에 다시 주입하여 질병을 치료하는 방법이다. 여러 세포 기반 면역 치료 기술이 여기에 포함된다.
유전자 변형 세포치료제는 △키메라 항원 수용체 요법(Chimeric antigen receptors therapy), △종양 침윤 림프구(TIL) 세포 치료(Tumour infiltrating lymphocytes (TIL) cell therapy), △줄기세포치료제(Stem cell therapy)가 하위 유망기술이다. 이 가운데 키메라 항원 수용체(Chimeric antigen receptors, CAR) T-세포 치료제는 유전자 변형 세포치료제(Gene-Modified Cell Therapy)에서 가장 일반적인 접근기술이다.
① 키메라 항원 수용체 요법(Chimeric antigen receptors therapy)은 CAR T-세포가 720개, CAR NK 세포가 137개, γδ(감마 델타, Gamma delta) T-세포가 22개이다. 길리어드사이언스(Gilead Sciences)의 예스카타(Yescarta, 11억 달러)가 이 카테코리에서 유일한 블록버스터이다. 이어 노바티스(Novartis)의 킴리아(Kymriah, 5억 3800만 달러)가 그 뒤를 잇고 있다.
이 카테고리는 오는 2028년까지 4개의 블록버스터가 등장할 것으로 예상된다. 예상 매출 순위는 카빅티(Carvykti)가 33억 달러로 1위를 차지하고, 예스카타(Yescarta, 25억 달러), 브레얀지(Breyanzi, 16억 달러), 아벡마(Abecma, 15억 달러)가 뒤를 이를 것으로 보인다.
②종양 침윤 림프구(TIL) 세포 치료(Tumour infiltrating lymphocytes (TIL) cell therapy)는 총 25개가 있다. NEOGAP의 pTTL과 이오반스 바이오테라퓨틱스(Iovance Biotherapeutics)의 OV-I4001이 이 카테고리의 대표적 사례로 볼 수 있다.
③줄기세포치료제(Stem cell therapy)는 HSCs가 13개, MSCs가 2개다. 가장 눈에 띄는 사례는 블루버드 바이오(Bluebird bio)의 진테글로(Zynteglo)가 있으며, 2028년까지 1억 6200만 달러의 매출을 올릴 것으로 예상된다.
유전자 변형 세포치료제(Gene-Modified Cell Therapy)의 시장 규모는 2028년까지 200억 달러 이상에 이를 것으로 예상되고 있다. 주요 플레이어는 블루버드 바이오(Bluebird Bio), 미국 국립 암 연구소(National Cancer Institute, NCI), 젠스크립트(GenScript), 펜실베니아 대학(University of Pennsylvania) 등이다. 블루버드 바이오는 두 가지 유전자 치료제를 공개하였고, NCI는 CAR-T 세포에서 상당한 진전을 이룬 것으로 알려지고 있다.
재조합 항체(Recombinant antibody)
재조합 항체(Recombinant antibody)는 합성 유전자를 사용하여 시험관 내에서 생성되는 단일 클론 항체의 일종으로 박테리아, 곤충 세포 및 포유류의 발현 시스템을 활용한다. 재조합 항체는 △셀 라인 엔지니어링(Cell Line Engineering), △키메라항체(Chimeric antibody), △단일클론 항체 (single-chain variable fragment, scFv)가 하위 유망기술로 조망된다. 여기에는 포유류 세포주(Mammalian cell lines), 특히 CHO 세포가 재조합항체를 생산하기 위한 주요 접근법으로 널리 사용되고 있다.
①셀 라인 엔지니어링에서 재조합 항체는 생산에 주로 사용되는 방법이다. CHO가 221개 제품에 활용되고 있고, 쥐 골수종 세포주(murine myeloma cell line) 31개, 대장균 세포주(E.coli cell line) 8개, HEK 세포 6개가 그 뒤를 잇는다.
애브비의 휴미라(Humira, 215억 달러), 머크의 키트루다(Keytruda, 209억 달러)가 가장 주목할만한 사례이다.
②키메라항체(Chimeric antibody)는 53개 제품으로 셀 라인 엔지니어링, 일시적 감염(transient transfection), 바이러스 벡터 매개(viral vector-mediated)를 사용하여 생산된다. 이 카테고리의 주목할만한 사례는 로슈(Roche)의 리툭산(Rituxan, 22억 달러)이다.
③단일클론 항체 (single-chain variable fragment, scFv)는 16개 제품에 활용되며 2억 300만 달러의 매출을 올린 노바티스(Novartis)의 비오뷰(Beovu)는 이 카테고리에서 가장 주목받고 있다.
재조합 항체는 최근 새로운 기술인 단일클론 항체 (singlechain variable fragment, scFv)가 부상하고 있는데, 츄가이 제약(Chugai Pharmaceutical), 제넨텍(Genentech), 다이이찌 산쿄(Daiichi-Sankyo), 아겐스(Argenx)가 주요 플레이어다. 이 가운데 그동안 츄가이제약과 제넨텍은 재조합 항체(Recombinant antibody) 치료제 개발과 상용화에 크게 기여해 왔다.
유전체 편집(Genome editing)
유전체 편집은 인간 게놈의 DNA를 편집하는 기술이다. 주로 조작된 뉴클레아제인 ‘분자 가위(molecular scissos)’를 사용하여 특정 위치의 DNA를 편집하고, 손상된 부분을 편집·복구하여 수정된 유전자를 생성한다.
유전체 편집 분야 기술은 △CRISPR Cas9, △미생물 염기 편집 기술(Base editing), △징크핑거 핵산 분해 효소(Zinc-Finger Nucleases, ZFNs)가 이끌고 있다. 이중 CRISPR 기술은 CRISPR-Cas9을 포함하여 가장 일반적인 접근 기술이다. 최근에는 미생물 염기 편집 기술(Base editing)과 같은 CRISPR 관련 기술이 새롭게 등장, 관심을 끈다.
①CRISPR-Cas9은 80개 제품으로 가장 일반적이고 널리 사용되는 유전체 편집(Genome editing)기술이라 할 수 있다. 현재 이 카테고리에서 시판되는 제품은 없지만, 2028년까지 최소 10개 제품이 출시되어 1억 달러 이상의 매출을 올릴 것으로 예상되고 있다. 이 가운데 CRISPR 테라퓨틱스의 CTX001이 유일한 블록버스터(17억 달러)로 떠오르고 있다. 이어 인텔리아 테라퓨틱스(Intellia Therapeutics)의 NTLA2001(7억 2500만 달러), 에디타스 메디신(Editas Medicine)의 EDIT-301(4억 6500만 달러)이 뒤를 따를 것으로 전망된다.
②미생물 염기 편집 기술(Base editing)은 빔 테라퓨틱스(Beam Therapeutic)의 BEAM101 및 키메릭버브 테라퓨틱스(Chimeric Verve Therapeutics)의 VERVE-101이 2028년까지 각각 2억 7100만 달러와 3억 3200만 달러의 매출을 올릴 것으로 전망되고 있다.
③징크핑거 핵산 분해 효소(Zinc-Finger Nucleases, ZFNs)는 8개 연구 프로젝트·제품이 대부분 전임상 단계에 있다. 유전체 편집(Genome editing)은 2028년까지 8개의 제품이 출시될 것으로 예상되는데, 1억 달러 이상의 매출을 올릴 것으로 전망된다.
주요 플레이어는 빔테라퓨틱스의(Beam Therapeutics), 인텔리아 테라퓨틱스(Intellia Therapeutics), 에디타스 메디신(Editas Medicine), CRISPR 테라퓨틱스가 꼽힌다. 이 가운데 빔과 인텔리아는 미생물 염기 편집 기술(Base editing)과 CRISPR-Cas9 접근방식에 중점을 두고 유전체 편집(Genome editing) 분야에서 가장 성공한 기업이다.
“글로벌 기업 투자 유망 기술에서 교훈 얻어야”
이번 보고서 작성에 공을 들인 한국제약바이오협회 김치민 연구팀장 “저분자 의약품은 앞으로도 큰 시장을 유지하겠지만 위와 같은 바이오테크놀로지 기반의 뉴 모달리티들은 더욱 높은 속도로 성장하고 있다”며, “이제 우리나라 제약바이오기업들도 블록버스터급 신약의 개발, 수출 성과를 달성하기 위해서는 글로벌 제약기업들이 투자하는 위와 같은 유망 기술들에 관해 관심을 가져야한다”고 제언했다.
그는 이를 위해 “먼저 도출된 유망 분야에 대한 집중 지원이 있어야하고, 특히 국내 플레이어(기업 및 연구자) 발굴과 기술개발 지원, 적극적인 투자가 필요하다”며, “혁신 기술을 통한 신약개발은 임상 등 신속한 상용화를 위한 유연한 제도적 여건을 마련해야 한다”고 조언했다.
그러면서 “신약개발은 장기적인 안목으로 지속적인 연구개발 지원이 필요한 분야이기 때문에 기업들은 유망기술을 활용한 도전적 연구에 투자를 확대하고, 해외 기업과 국제협력을 강화하는 등 적극적인 자세도 중요하다”며, “다만 첨단바이오 기술과 신규 모달리티(New Modality)는 기술 분야가 다양하고 빠르게 변화하기 때문에 여러 가능성을 열어두고 포괄적 지원책을 마련해야 할 것”이라고 당부했다.
헬스코리아뉴스(hkn24.com) 박원진 admin@hkn24.com 2024.10.18 12:00