마이크로바이옴 기반 프로바이오틱스 ‘식품·치료제 융합 촉진’

바이오경제연구센터, 균주 개발범위·적응증 확대…개발 가이드라인 필요

기사입력 2019-07-31 06:00     최종수정 2019-07-31 09:59 프린트하기 메일보내기 스크랩하기 목록보기   폰트크게 폰트작게

마이크로바이옴 기술을 통한 프로바이오틱스 산업의 혁신이 식품과 치료제 산업의 융합을 촉진할 것이라는 전망이 제기됐다.

한국바이오협회 한국바이오경제연구센터 김지현 책임연구원은 최근 발표한 ‘마이크로바이옴과 헬스케어 혁신: 프로바이오틱스 산업 전망’을 통해 마이크로바이옴 기술을 기반으로 다양한 기능성을 보이는 프로바이오틱스 연구개발이 이어지고 있으며, 사람의 장내 환경에 따라 복용량 등 섭취에 차이를 두는 등 마이크로바이옴 검사와 병행한 맞춤형 제품 등 그 효과를 높일 수 있는 접근 방법들이 개발될 것으로 예상했다.


김지현 책임연구원은 “소비자의 건강관리에 대한 관심 증가와 의료재정 부담의 빠른 상승에 따라 평소의 건강관리, 특히 식품을 통한 건강관리에 대한 요구가 계속 증가해 글로벌 프로바이오틱스 시장의 지속적인 성장을 이끌 것”이라면 “이를 위해 마이크로바이옴 기반 치료제 개발의 가이드라인과 더불어 건강관리와 질병예방 관련한 프로바이오틱스의 연구개발을 촉진할 수 있는 가이드라인 마련이 필요하다”고 밝혔다.

특히 “차세대 염기서열 분석(NGS; Next Generation Sequencing)의 개발과 이후 기술 향상을 통해 메타지노믹스가 가능해지면서 군집 분석, 패턴 분석이 가능해졌다”며 “마이크로바이옴을 통한 프로바이오틱스 산업의 혁신은 식품 산업과 치료제 산업의 융합을 촉진해 헬스케어 산업 전반을 변화시킬 것”이라고 전망했다.

지금까지의 연구에서는 프로바이오틱스 투여 전후 동물 실험 및 인체적용 시험에서 다양한 지표 마커 개선 및 적응증 완화를 검증했다면, 미생물 군집 분석법의 추가적인 활용은 프로바이오틱스 효능 검증을 더욱 강화했다. 이는 프로바이오틱스 투여 전/후(혹은 대조군과 투여군)의 장내 세균총의 변화를 확인할 수 있으며 더 나아가 특정 질병의 유용 미생물 타깃 균주를 발굴할 수 있는 기회를 제공하고 있다는 설명이다.

김지현 책임연구원은 “마이크로바이옴 기술은 효능 검증의 강화를 통해 기존의 프로바이오틱스 연구를 좀 더 강화시키는 것뿐만 아니라 프로바이오틱스 연구개발의 영역을 크게 확장시키고 있다”며 “균주 개발 범위 제한이 사라지고 적응증이 확대되고 있다”고 평가했다.

기존에 분리해냈거나 기능과 기작을 익히 알고 있는 균주에 대한 연구를 넘어서 분리한 적이 없거나 기능과 기작을 알지 못한, 사용해본 적이 없는 새로운 균주의 발굴과 연구개발이 이뤄지고 있다. 이런 새로운 균주는 잘 알려진 균주들의 건강증진 기능을 넘어서서 질병의 예방과 치료와 연결될 가능성이 크기 때문에 차세대 프로바이오틱스(next-generation probiotics)로 일컬어진다.

대표적인 예로 횡행, 하행 결장에 다수 존재하는 뮤신(mucin) 분해 박테리아인 Akkermansia muciniphila의 경우 비만/과체중/정상, 운동선수/정상, 유아/어머니, 제2형 당뇨병의 연구 대상 군집에 대한 연구를 통해 정상, 운동선수, 저체중 군집에서 많이 존재하고 제2형 당뇨에서 적게 존재한다는 상관성이 밝혀졌다.

또한 마이크로바이옴 기술을 통해 기존에 알려진 균주를 다양한 적응증과 관련해 연구할 수 있게 되거나 다양한 적응증과 관련해 미생물 군집 분석이 가능해지면서 기존의 배변활동에 대한 도움 등 장 관련한 효능 외에 고혈압, 면역과민 피부, 비알콜성 지방간, 비만 및 제2형 당뇨병, 최근에는 우울증 및 치매까지 다양한 적응증과 관련한 임상연구들이 진행되고 있다. 적응증이 위장관에서 면역, 항암, 신경으로 확대됨과 동시에 그 기능과 효능은 건강 증진에서 질병 예방 및 개선으로 확대되고 있다.

김 연구원은 “마이크로바이옴 기술을 통해 공생미생물의 효능과 적응증이 확대되면서 건강기능식품으로써의 프로바이오틱스와 마이크로바이옴 치료제의 경계가 불분명해지고 있다”며 “치료성분을 주장하는 식품이 등장하거나 기능성 식품이었던 원료가 치료제로 개발되는 경우도 있다”고 말했다.

건강기능식품으로서의 프로바이오틱스와 마이크로바이옴 치료제의 경계가 불분명해지면서 듀퐁, 한국야쿠르트 등 식품 기업들이 건강 증진 질병 예방, 나아가 질병 치료와 관련된 프로바이오틱스 연구개발에 대해 투자하는 사례가 늘어나고 있다. 일동제약 등 제약사들이 건강 관련 효능을 입증한 프로바이오틱스 원료를 개발하기도 한다.

마이크로바이옴 기술로 제품영역이 확대되면서 보관 생존율과 미생물이 장까지 잘 살아서 갈 수 있도록 하는 기술개발에 대한 니즈가 더 확장되면서 앞으로도 균주 자체의 개발이나 포장 혹은 캡슐화와 관련한 플랫폼 기술개발도 활발히 이뤄질 것으로 전망됐다.

한편 BCC 리서치에 따르면 글로벌 프로바이오틱스 시장은 2016년 366억 달러에서 연평균 7.8%로 성장해 2022년 572억 달러에 이를 것으로 전망됐다. 2016년 기준 식품·음료 부문은 266억 달러로 약 73%를 차지했고, 뒤이어 건강보조식품 부문이 65억 달러로 약 18%를 차지했다.
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