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팜플러스

신약개발 키워드 생명공학

2002-03-28 15:12

[제약·마케팅] 바이오엑스포의 경제효과 - 한범덕

한 범 덕 △ 서울대 동양사학과 졸 △ 행정자치부 근무 △ 오송국제바이오엑스포 사무총장 행사 개요 최근 우리의 생활환경은 인간유전자지도를 상세하게 밝힌 게놈프로젝트 발표이후 생명과학기술(bio-technology)에 대한 관심이 전 세계적으로 증폭되고, BT산업이 21세기 꿈의 미래산업이자 고부가가치 핵심전략산업으로 급부상하게 되었다. 이러한 세기적 변화에 능동적으로 대응해 나가고자 정부도 'Biotech 2000'이라는 신산업 발전계획을 수립, 2010년까지 G7 선진국 수준 진입을 목표로 바이오산업을 국가의 중요한 전략산업으로 선정하여 '바이오 강국'으로 발돋움하고자 노력해 오고 있다. 21세기의 화두이자 최근 국내외적으로 새로운 미래의 고부가가치 성장전략산업으로 부각되고 있는 생명과학(BT)산업은 그 중요성과 비전에도 불구하고 아직까지 일반인들에게는 어렵고 생소한 분야로 인식되고 있다. 따라서 생명과학(BT)산업의 중요성을 보다 쉽게 이해하고, 국가의 바이오산업 육성정책에 대한 국민적 공감대를 조성하는 국민교육의 장을 마련하기 위하여 '2002오송국제바이오엑스포'를 공동 개최하게 되었다. 이와 아울러 정부가 2002년부터 충청북도 청원군 강외면 오송리에 본격적으로 조성하게 되는 오송생명과학단지는 미국의 실리콘밸리, 메릴랜드주 NIH(국립보건원) 및 FDA(식품의약안전청)주변의 바이오벤처 집적지인 '270 코리도'처럼 BT산업의 집적지로 만들어 세계 유수의 바이오기업과 연구소 등을 유치하기 위하여 '생명속의 생명'(Life in Life)이라는 주제를 가지고 엑스포를 개최하려는 것이다. 추진내용 그간에 충청북도와 보건복지부는 오송국제바이오엑스포를 성공적으로 추진하기 위하여 2001년 2월에 조직위원회 사무국을 설치하였고, 주관대행사를 선정하고 세부실행계획을 수립하여 추진해 오고 있다. 그리고 성공적인 개최를 위하여 지난해 8월 정원식 전 국무총리를 조직위원회 위원장으로 위촉하고, 보건복지부장관 등 바이오 관련 12개 중앙부처 장관과 국회보건복지의원, 각계 각층의 바이오전문가 등을 중심으로 조직위원회를 구성하여 본격적인 활동을 전개해 오고 있다. 또한 국제수준의 품격 높은 전문엑스포를 만들기 위하여 행사장 구성과 전시관 설치, 국내외 참가기업유치 등에 대한 전문적인 자문과 정보수집 및 체계적인 접근을 위하여 4개분야 91명으로 구성된 '바이오엑스포 전문가그룹'을 구성하여 수시로 개별적인 자문과 지도를 받아 운영해 오고 있다. 또한 참가기업체의 유치를 위하여 적극적인 유치활동을 벌인 결과, 국내에서는 LGCI, 제일제당, SK케미칼 등의 대기업과 종근당, 녹십자, 중외제약, 태평양, 한일약품, 안국약품 등의 중견기업, 그리고 바이오니아, 마크로젠, 바이오랜드 등 국내 바이오관련 벤처기업 등 총 72개 업체가 참여하기로 하였다. 외국에서는 다국적 의약기업인 글락소스미스클라인, 독일의 베링거인겔하임, 미국의 렉산, 호주의 바이오식품기업인 NEO Physic, 일본의 시마즈(島津) 등 40여개의 외국기업과 미국 캘리포니아 주정부, 독일 최대의 바이오산업지역인 바이에른 주정부, 호주 빅토리아 주정부 등이 참가하기로 하였다. 앞으로도 3월말까지 국내외 기업의 참가신청을 받을 예정이어서 참가기업은 더 늘어날 것으로 예상되고 있다. 이외에도 그간에 엑스포 조직위는 보다 많은 해외기업 유치를 위하여 미국의 'San-Diego Bio2001', 독일 '하노버 바이오테크니카', 서울 COEX에서 개최된 '2001 BIO KOREA'에 직접 참여하여 홍보활동을 적극적으로 전개하여 참여기업으로부터 많은 호응과 관심을 얻었다. 또한 스위스 취리히 주정부와 독일의 노드라인베스트파렌주·니더작센주, 중국의 흑룡강성 하얼빈 의약그룹 및 산동성 과학원 등이 바이오 엑스포에 참가하겠다고 신청을 하는 등 바이오 관련 외국기업과 정부의 문의가 쇄도하고 있다. <2002 오송 국제 바이오 엑스포 행사개요> 미리 보는 엑스포 2002년 9월 25일부터 한달간 청주에서 개최되는 오송국제바이오엑스포는 Bio 관련 전문엑스포로써 충북 청주시 주중동 밀레니엄타운 부지내의 지형지물을 최대한 활용하여 환경친화적인 엑스포로 개최할 계획이다. 이를 위하여 바이오 엑스포장은 주제전시존, 페스티발존, 피크닉존 등 3개의 테마구역을 정하고, 주제전시구역에는 바이오생명관, 바이오의약관, 바이오미래관, 바이오산업관, 바이오기업관, 바이오학술관 등 6개의 전시공간 연출을 통하여 국민들의 바이오 교육과 오송 생명과학단지 조기활성화 촉진, 국제학술 정보교류의 장으로 만들어 나갈 계획이다. 기타 이외에도 엑스포 행사기간 동안 엑스포 전시관도 관람하면서 다양하고 재미있는 유익한 건강체험을 즐길 수 있도록 엑스포 종합병원을 운영, 화상진료서비스를 제공할 계획이다. 또한 내안의 나를 찾아보는 유전자교실, 체력진단을 통해 적당한 운동을 설계해 주는 맞춤운동 컨설팅, 한약재 및 한방 신물질 전시를 통한 한방체험, 바이오코스메틱 등을 이용한 피부측정서비스 등과 같은 풍성한 체험행사내용을 중심으로 이벤트를 준비하고 있다. 엑스포 경제적 영향 보건복지부와 충청북도가 공동으로 주최하는 '오송국제바이오엑스포'는 경제적 효과측면을 제외하더라도 여러 측면에서 많은 효과가 기대된다. 바이오엑스포는 바이오와 관련한 BT산업 측면에 있어서도 다음과 같은 직·간접적인 파급효과와 영향을 미치게 될 것으로 기대하고 있다. 첫째, 바이오 강국으로의 도약을 위한 확실한 산업기반을 구축하고 있지 못한 국내상황에서 바이오엑스포 행사를 개최함으로써 국내 바이오산업의 메카가 될 오송생명과학단지의 성공적인 추진과 함께 미래산업으로써의 바이오산업에 대한 가시적이고 실천적인 육성의지를 보여주는 절호의 계기가 될 것으로 기대되고 있다. 둘째, 국제전문엑스포의 개최를 통하여 미래 바이오산업의 강국으로 도약을 기대하고 있는 "바이오 코리아 브랜드"의 확실한 대내·외적 인지도 확산과 함께 국제적 신인도와 국위선양에 크게 기여하게 될 것으로 기대되고 있다. 셋째, 아직까지 다소 생소하고 어렵게만 느끼고 있는 바이오산업에 대한 이해의 폭을 넓히는 국민교육 교류의 공간을 마련함으로써 바이오산업 육성의 국민적 공감대 형성에 기여하고 촉진하는 계기와 토양을 만들어 줄 것으로 기대되고 있다. 넷째, 미래의 고부가가치 전략산업으로 인식되고 있는 바이오산업에 대한 정보교류공간과 경험의 접촉기회를 마련함으로써 BT기술의 활용범위에 대한 무한한가능성을 확인하고, 최근 급속하게 발전되고 있는 6T(IT, NT, CT, ET, ST) 첨단산업 등과 접목되면서 다양한 형태의 퓨전 테크놀러지(Fusion Technology)에 대한 새로운 발전가능성을 발견하는 계기로 작용하게 될 것으로 기대되고 있다. 또한 충북지역에 기대되는 효과를 열거해 보면 대략 다음과 같다. 첫째, 최근 침체된 지역사회에 새로운 활력을 제공하고 지역주민들의 일체감을 조성하는 효과가 기대되며, 이것은 궁극적으로 지역활성화의 촉매제 역할을 하게 될 것으로 기대된다. 둘째, 세계적인 관심의 초점이 되고 있는 바이오 관련 전문엑스포를 개최함으로써 국내외적 인지도를 넓히는 효과가 기대되며, 향후 충북이 '바이오 코리아'의 핵심거점지대이자 심장부로 세계적인 생명과학단지로의 발전을 앞당기는 계기로 작용할 것으로 기대된다. 셋째, 오송국제바이오엑스포를 통한 대내외적인 지역의 인지도 확산은 충청북도 오송생명과학단지 조성의 촉진과 조기활성화는 물론 성공적인 기업유치에 기여하여 세계가 인식하는 새로운 바이오산업의 명소(Leading city)로 부각될 것으로 기대되고 있다. 이처럼 '바이오 강국 코리아' 및 '오송생명과학단지' 조성의 토대이자 기폭제가 될 엑스포는 단순히 지역차원의 한계를 넘어 범국가적 차원에서 바이오산업을 적극 육성해 나가고자 하는 우리 모두의 의지의 표출이다. 또한 전세계 인류가 꿈꾸고 있는 무병장수의 건강하고 풍요로운 삶을 보장하면서 자연과 함께 조화롭게 살아갈 수 있는 가능성을 확인하는 좋은 기회가 될 것이다.

2002-03-28 10:45

[제약·마케팅] 인간게놈프로젝트 현황 - 유향숙

유 향 숙 △ 서울대 약대 졸·석사 △ 피츠버그대 분자생물학 박사 △ 인간유전체기능연구사업단장 2001년 인간 게놈 DNA의 서열이 대체적으로 밝혀짐에 따라 인간을 구성하는 정보가 담긴 유전자들의 종류와 수, 배열 등을 알 수 있게 되었고, 이 유전자의 DNA 서열을 비교 분석함으로써 정상적인 기능을 가진 유전자인지 아닌지를 빠르게 판단할 수 있게 되었다. 이 서열속에 담겨 있는 생명을 이루는 근본요소들에 대한 연구를 한 층 가속화시킬 수 있게 되었다. 지난 10여년간 미국을 중심으로 영국, 프랑스, 일본, 독일, 중국을 포함한 세계 18개 국가가 참여한 인간 게놈 프로젝트는 서양인 게놈 DNA의 서열을 밝히는데 30억 불의 연구가 소요되었으며 이를 완성하기 위하여 생명과학분야의 여러 가지 기술들이 개발되게 되었다. 인간게놈프로젝트 결과로 얻어지고 있는 정보가 쌓여지면서 아데닌(A), 구아닌(G), 사이토신(C), 티민(T)의 4가지 염기의 화학구조 배열로 이루어진 DNA속에 담겨 있는 생명현상의 근본이 되는 유전자들이 세포안에서 어떤 기능을 함으로써 세포가 자라고 때가 되면 죽는가에 대한 기본적인 현상을 좀 더 빠르게 이해할 수 있는 기술이 축척되어 가고 있다. 10여년전에는 유전자 한·두개에 대한 연구가 주 연구대상이었으나 인간게놈 DNA의 서열정보가 거의 다 알려짐에 따라 한꺼번에 수백·수천개의 유전자들을 대상으로 그 기능을 예측할 수 있게 되어 가고 있다. 이제 세계 각국의 생명과학분야의 연구 및 이를 응용한 바이오산업은 게놈정보를 기본으로 하고 추진될 전망이다. 특히, 신의약품개발의 대상이 되는 신규유전자들의 발굴에는 유전자들의 염기서열 정보 및 이들의 기능정보가 필수적으로 사용될 것이다. 따라서 인간게놈속에 담겨 있는 유전자들의 기능을 하나씩 하나씩 밝혀 내는 일이 우리앞에 놓여 있다. 서열정보가 대부분 밝혀지면서 지금까지 밝혀내기 어려웠던 유전자들의 구조를 분석하여 그 기능을 예측하고 실제로 인체 세포안에서 작용하는 기전들을 빠르게 밝힐 수 있게 된 것이다. 이 결과로 얻어지는 정보는 곧 생명현상의 이해, 인간질병치료, 노화방지, 수명연장 등 인류가 바라는 무병장수를 위한 새로운 치료제나 방법들의 개발로 이어질 것이다. 이를 위해 새로운 생명공학기술은 끊임없이 개발될 것이며 특히, 정보와 생물학, 의학 등이 접목되는 접경에서 새로운 개념과 기술이 필요로 하게 될 것이다. 그러므로 그동안 추진되어 온 인간게놈프로젝트가 게놈의 서열을 밝히는데 초점을 두어 진행되었으나 앞으로는 밝혀진 서열정보에 담겨 있는 대부분 아직 모르고 있는 유전자들의 기능을 밝히려는 포스트 게놈프로젝트 즉, 기능게놈프로젝트( Functional Genome Project)가 주 연구방향이 될 것이다. 전세계적으로 생물학, 의학분야의 연구자뿐만 아니라 정보학, 전산학, 화학, 기계학분야의 연구자나 나노기술분야 연구자들도 유전자나 생체를 대상으로 관련 연구를 추진하려고 하고 있다. 즉, 생물학과 정보학, 생물학과 물리학, 생물학과 기계학, 생물학과 화학, 생물학과 나노기술학 등 생물학을 바탕으로 특히 게놈정보를 바탕으로 한 새로운 분야의 지식과 기술이 축적되어 갈 것으로 본다. 누가 빨리 새로운 유전자의 기능을 부여하고, 그 원리를 캐어내어 이를 생체에 잘 적용하느냐에 따라 새로운 지적 재산권의 부여가 가능해 질 것이다. 향후 중점적으로 추진될 게놈을 이용한 연구방향을 요약해 보면 다음과 같다. 생물학의 정보화 생명현상의 기본변화가 A, T, G, C 4가지 조합으로 구성된 DNA속에 있음이 밝혀진 이래 인간을 비롯하여 각 개체의 특성을 부여하는 DNA의 서열정보가 쌓여 가고 있으며 단순한 화학물질의 조합이 생명체를 이루게 하며 살아 움직이는 개체가 되게함에 대한 이해가 넓어지고 있다. 화학물질에 생물학적 의미를 부여하는 것은 이 무수한 ATGC의 배열정보의 통합적 처리 기술의 힘으로 가능하게 되었으며 많은 화학적 정보의 축적과 이의 통합적 분석기술, 통합정보의 해석 등은 컴퓨터 기술의 개발에 의존하게 되었다. 미래의 생물학의 이해와 이의 기술 발전은 컴퓨터를 이용하는 기술의 발달과 비례할 것이며, 이를 위한 고성능 컴퓨터 개발, 생물학적 정보처리기술과, 이를 뒷받침하는 새로운 소프트웨어의 개발 등에서 컴퓨터 기술의 접목이 필수적으로 될 것이다. 30억쌍이나 되는 DNA 염기 데이터를 슈퍼 컴퓨터의 초 연산능력으로 그 서열을 정확하게 맞추어 인간 게놈 DNA의 모습을 드러 내놓게 했듯이 미래에는 이 안에 담겨 있는 각각의 서열의 생물학적 의미를 하나씩 하나씩 부여하는데도 컴퓨터의 힘을 빌어야 가능하게 될 것이다. 10여년 전 인간게놈프로젝트가 시작될 때만해도 유전자를 구성하고 있는 기본단위인 DNA 염기서열만 알아내면 인간에 대한 정보를 다 알 수 있으리라 생각했으나 막상 이 서열이 완성된 후의 현시점에서 이 분야의 미래를 볼 때 더욱 복잡한 생명현상을 해결해야 할 것으로 전문가들은 보고 있다. 유전자 하나하나의 기능이 대부분 알려져 있지 않고 이들 유전자들이 서로 상호작용을 통해야만 세포성장, 대사, 사멸 등 일반적으로 생명이 살아 움직이는데 필요한 조건들을 이룰 수 있음을 알게 되었다. 그러므로 생명현상은 더욱 복잡한 연결성을 갖고 있으며 이제는 하나하나씩의 유전자 기능을 알아 이들을 서로 조합하여 새로운 세포의 기능을 부여하는 것을 밝히지 않으면 생명현상을 이해 할 수 없을 것으로 생각하고 있다. 여기에 컴퓨터를 이용하지 않고는 할 수 없다는 생각이며 이는 현실로 다가오고 있다. 향후 게놈프로젝트 유전자기능 해독 초점 유전자들의 기능을 하나씩 하나씩 밝히는데도 유전자들로부터 생산되는 단백질의 구조를 3차원적으로 분석하고 분석된 구조를 통해 이 단백질의 기능을 유추하며 이들의 기능을 조절하는 물질들을 찾는데도 컴퓨터의 시뮬레이션 과정을 거치지 않고는 불가능하다. 우리가 현재 가장 바라는 것은 질병없이 건강하게 사는 것이라고 볼 때 이러한 유전자들의 기능이 잘못되어 제기능을 하지 못할 때 병을 얻게 되는데 이 때에도 미리 특정 유전자의 기능을 분석하여 그 질병의 발병을 예측할 수 있게 될 것이다. 이때에도 컴퓨터를 이용하여 "가상세포(simulated cell or virtual cell)" "가상조직" 등 만들어 그 예측이 가능하다. 컴퓨터기술은 이제는 생물학분야에서 사용되는 필수적인 기술이 될 것이며 이와 관련된 기술분야는 아주 빠르게 발전 될 것이다. 유전자 기능 규명 인간게놈 프로젝트가 내놓은 결과는 일차적인 DNA의 구성요소인 염기들의 서열을 밝힌 것이다. 이 염기들의 서열에 따라 그 서열의 일부분으로 구성된 유전자들은 그 기능이 결정되어진다. 서열 하나하나는 기능을 부여하는 단백질을 구성하는 단위인 아미노산의 서열을 결정하게 되고 아미노산의 서열은 곧 단백질의 성질을 결정하게 된다. 예를 들어 이 단백질이 만약 치매를 방지하는 기능을 가진 단백질 중에 하나라면 이의 DNA의 서열이 일부분이 바뀌거나 없어져 변형된 경우에는 곧 아미노산의 서열이 바뀌게 되고 따라서 단백질의 성질이 변하게 된다. 변화된 단백질은 치매방지능력이 떨어지거나 또는 반대로 치매방지능력이 월등하게 증강될 수도 있다. 이와 같이 모든 유전자들은 일정한 서열을 갖고 있지만 만약 이들의 서열이 변화되면 이로부터 나오는 단백질들의 기능이 달라 질 수 있기 때문에 유전자기능에 대한 연구는 곧 단백질의 기능규명과 일치한다고 본다. 현재까지 그 기능이 알려진 유전자는 인간의 경우 전체 유전자 (3-4만개)의 10% 미만이기 때문에 대부분 알려지지 않은 유전자들에 대한 기능연구가 활발해 질 것이다. 특히 인간게놈프로젝트 완성이후 인간의 DNA 서열을 알 수 있기 때문에 이 서열정보를 통해 각각의 유전자의 기능을 예측할 수 있고, 유사한 기능을 할 것이라는 유전자들을 그룹지어 그 기능을 세포차원에서 분석하거나, 모델동물을 이용한 시스템속에서 그 기능분석이 가능해 질 것이다. 이에 따라 단백질구조 규명에 필요한 기술 (예 : X-ray, NMR, Synchrotron 등의 단백질 분석 장비를 이용하는 기술, 단백질 정제기술 등), 세포의 생물학적 현상을 정확하게 알아내는 고전적인 세포생물학 (cell biology) 기술, 동물을 이용한 유전자 기능연구에 필요한 유전자 knockout 기술, 형질전환동물 (transgenic animal) 생산기술 등이 절실히 필요로 하는 기술이 된다. 특히 한두개의 유전자들로만 실행했던 과거와는 달리 유전자 서열정보가 이미 알려진 수 많은 유전자들을 한꺼번에 다룰 수 있는 형태의 기능연구 시스템으로 전환되어 가고 있다. 예를 들면 한번에 3-4만개의 인간을 구성하는 유전자를 놓고 이들 중에 어떤 유전자가 특정한 질병이 발생했을 때 그 기능을 발휘하는지, 또는 이중에서 세포의 성장이나, 사멸에 관여하는 유전자들이 어떤 것인지 등을 DNA칩 기술을 이용하여 한꺼번에 알아 낼 수 있게 되었다. 미래에는 고밀도의 DNA 칩 제조기술이 개발될 것이며 이를 이용하여 아직 그 기능을 모르는 대부분의 유전자들의 세포에서의 기능이 아주 빠르게 밝혀 질 것이다. 형질전환동물의 생산기술도 한꺼번에 여러 종류의 유전자의 기능을 검증할 수 있는 기술로 발전될 것이며 세포차원에서의 유전자 기능규명도 모두 게놈정보를 바탕으로 한 대규모의 기능연구 시스템으로 발전할 것이다. 유전자 진단·치료 기술 유전자기능이 밝혀지면 이 유전자들의 구조변화에 따라 그 기능도 변화됨이 확실하게 되며 이 유전자들의 구조변화를 정밀하게 분석함으로써 변화된 기능을 예측할 수 있게 된다. 그러므로 유전자의 변화상태를 진단할 수 있는 정밀한 분석기술이 필요로 하며 이 기술은 현재 각 개인의 DNA 서열정보를 비교 분석하는 SNP (single nucleotide polymorphism, 단일염기다형성) 분석기술 발달과 더불어 점점 정확하고 빠르게 발전하고 있다. 미래에는 더욱 많은 종류의 유전자 변화를 분석할 수 있는 신기술들이 개발될 것이다. 변화된 유전자를 정상의 유전자로 대체 할 수 있는 유전자 대체 기술, 즉 유전자 치료 기술은 정확한 유전자의 기능을 알고 그 유전자의 서열 정보분석이 빨라짐에 따라 한층 더 빠르게 발전할 것이다. 현재 변화된 유전자를 정상의 유전자로 바꾸어 놓는 유전자 치료 기술의 한계는 변화된 유전자 부위만 정상의 유전자로 대체하는데 필요한 정확한 세포내 전달체 시스템이 문제이며 이것이 해결되면 유전자 치료기술은 미래의 질병치료기술을 대표하게 될 수도 있다. 이는 정확한 유전자의 서열정보로부터 그 유전자기능이 제대로 규명되고 세포내에서의 그 유전자의 역할이 무엇인가가 알려지면 이 유전자 서열이 바뀌어 나타나는 현상을 예측할 수 있고 이를 방지하거나 수정하는 유전자 대체기술, 또는 그 기능을 회복하게 하는 새로운 약물의 적용 등을 통해 본래의 유전자 기능을 할 수 있도록 할 수 있음을 의미한다. 이는 의학적 측면에서 새로운 개념의 질병진단, 또는 치료의 방법이며 미래에는 현재 사용되고 있는 화학요법에 의한 치료가 줄고 거의 유전자 치료법이 보편화 될 날이 올 것으로 본다. 유전자에 대한 서열, 기능 정보가 곧 질병의 예방, 진단, 치료의 기본수단이 될 것임이 확실하며 이러한 게놈정보를 기본(genome-based)으로 하는 치료기술에 필요한 신기술들이 끊임없이 개발될 것이다. 신약개발기술 새로운 치료용 약물의 개발에 있어서도 특정 유전자를 대상으로 이의 기능을 높이거나 낮추는 약물의 개발이 시행착오의 실수없이 정확하고 빠르게 진행되고 있다. 현재 미국의 각 제약회사들은 게놈정보로부터 신약개발의 대상이 되는 유전자들을 모아 놓고 초고속으로 (high-through-put) 그기능을 조절할 수 있는 약물들을 대량으로 스크리닝하고 있다. 한꺼번에 수십만 종류의 물질들을 스크리닝할 수 있는 시스템으로의 전환에 박차를 가하고 있다. 새로운 스크리닝 대상 유전자가 나오면 곧바로 약물을 스크리닝할 수 있게 되어 가고 있다. 스크리닝 대상약물도 과거의 단순한 화학합성에 의한 물질이 아니고 이들의 엄청난 조합을 통해 (combinatory chemistry) 그 수를 늘리고 있으며, 합성된 화학물질뿐만 아니라, 자연에 존재하는 동·식물, 또는 해양물질로부터 얻은 물질들을 스크리닝이 대상으로 그 범위를 넓혀 가고 있다.

2002-03-27 18:28

[제약·마케팅] BT산업 현황과 전망 - 조중명

조 중 명 △ 서울대 동물학과 졸 △ 美 휴스턴대 생화학 박사 △ 크리스탈지노믹스 대표이사 서론 지난 1999년 KIET의 분석자료에 따르면, 2000년부터 2010년까지, 기존 주력산업인 반도체, 석유화학, 자동차, 철강산업은 저 성장하는 반면 지식(기술)기반 신산업인 바이오, 소프트웨어, 컴퓨터, 통신기기는 고성장이 예상될 것으로 예상되고 있다. 특히 지식산업 중 바이오산업은 세계 시장이 2000년부터 2010년까지 연평균 11.1%, 국내 시장도 연평균21.7% 성장할 전망으로 21세기의 대표적인 성장산업이다. 현재 4,500억불 규모의 바이오 산업 시장은 2010년대에는 8,000억불 규모로 확대될 것으로 전망되고 있다. 과거에는 '바이오텍 산업'이 일반적으로 유전자의 인위적 조절을 통한 단백질을 생산하는 산업이라는 한정적인 해석이 팽배하였지만, 최근 들어 '생체 활성 물질을 이용한 일련의 산업'을 바이오 산업으로서 넓게 규정하는 견해가 주류를 이루어, 바이오텍의 대부분이 바로 의약산업의 범위내에 포함되는 것으로 인식되고 있다. 이제 인간 유전체의 전모가 밝혀지고 있는 현 단계에서는 새로운 질병 치료 표적의 제공을 통해 의약 산업에 새로운 지평을 열어질것으로 기대되고 있다. <그림 1. 주요 산업의 시장 성장률 전망> 바이오 산업 중에서도 의약 산업은 전체 시장의 90% 이상을 차지하는 핵심 산업이다. 인간게놈프로젝트와 함께 활발히 등장한 미국의 바이오 벤처회사들이 대부분 신약 표적이 될 단백질을 발굴하는 연구에 초점을 맞추고 있는 사실도 이러한 경제적 부가가치를 염두에 두고 있기 때문이다. 셀레라지노믹스, 밀레니엄 등의 대표적인 유전체학 벤처회사들은 이제 신약 분야의 연구에 비중을 옮겨가고 있고, 시럭스, 아스텍스 등의 구조 단백질체학 벤처회사들도 의약 화학 연구에 대대적으로 투자하기 시작하고 있다. 산업별 경상이익률에 있어서도, 사업별 매출 10대 미국 기업의 평균 경상 이익률을 비교해 보면, 자동차, 통신, 컴퓨터, 식품 산업이 3-5% 인 반면, 의약 산업은 15%에 달한다. 또한 신약은 20여년간 물질특허의 보호를 받을 수 있기 때문에 우수한 약물이 개발되면 개발기간을 제외하고도 최소 10년 이상 독점적 경쟁우위를 확보할 수 있으며 다른 산업과는 달리 경기 비탄력적이므로 산업적으로 매우 안정적인 분야이다. 따라서, 신약의 연구는 21세기에 가장 큰 경제가치를 창출할 수 있는 생명과학의 분야라고 볼 수 있다. 국내 의약산업 전망 의약 산업이 갖는 가장 두드러진 특성으로는 우선 연구 개발력이 갖는 중요성이 크다는 점이다. 의약품은 근본적으로 초기 아이디어 단계에서 설계된 단일 물질 자체가 궁극적으로 상품화되는 양태를 갖기 때문에 초기 연구 개발력의 수준이 사업의 성장성을 그대로 담보한다. 특히 연구 개발을 통해 성공적인 신약이 배출되었을 경우 그 파급 효과는 엄청난 것으로, 한 예로 스웨덴은 인구 800만의 작은 나라이지만, 스웨덴의 세계적 제약회사 아스트라사는 1988년 위궤양 치료제 로젝(Losec)을 개발하여, 오랫동안 세계 의약품 매출 총액 1위를 고수하던 잔탁(Zantac)을 대체하면서 동사를 2000년 매출액 181억 달러의 세계 4위의 제약기업으로 성장시킨 바 있다. 스웨덴의 의약 시장은 세계시장의 1.5%임에도 불구하고, 현재 아스트라제네카사의 세계 의약시장 점유율은 4.6%에 달하고, 약 25%의 경상이익률을 유지하고 있다. 또한 스위스 역시 지식 산업인 의약 산업에 집중 투자하여 노바티스(Novartis), 로슈(Roche)의 세계 10대 제약 기업을 이룩하고, 국가는 작지만 일인당 GNP 1위의 선진국의 위치를 굳히고 있다. 의약산업 바이오산업의 중추 핵심 우리나라의 현실은 어떠한가? 필자는 우리도 선진국에 뒤지지 않는 신약발굴 능력을 확보하고 있다고 감히 말하고 싶다. 그 이유는 첫째, 우수한 연구 인력이다. 의약 산업은 지식산업이므로 우수한 연구인력이 가장 중요한 자원이다. 한국은 의약 화학 및 단백질 연구에 세계 최고의 수준의 우수한 연구자가 많이 있다. 이들의 창의력과 기술을 유기적으로 협력하여 빠른 시간 안에 성과를 도출할 수 있도록 시스템만 만들어 준다면, 충분히 세계에 내 놓을 만한 신약을 만들어 낼 수 있다고 본다. 둘째는 신약 발굴의 표적이 되는 단백질 구조연구의 기반이다. 한국은 G7 6개국만이 가지고 있는 고가의 방사광 가속기(건설비 4000억원)를 보유하고 있다. 이것은 질환 단백질의 3차구조를 기반으로 신약을 효과적으로 발굴할 수 있는 최첨단 기반 시설이다. 또한, 3차 구조규명에 유용한 고자장 NMR(핵자기공명기)도 20여대 확보하고 있다. 이러한 시설을 바탕으로 한국의 단백질 구조 연구자들은 Nature, Cell 등 세계적인 저널에 매년 다수의 논문을 게재하고 있는 것이다. 셋째, 신약 발굴의 성공 체험이 있다는 점이다. 한국의 L사는 자체 발굴한 퀴놀론계 항생제의 신약후보 물질로 선진 제약회사에 3천8백만 달러의 기술 수출을 하였으며, S사는 우울증 치료제로 5천8백만 달러, Y사는 위궤양치료제로 1억 달러의 기술 수출을 성공하였다. 신문 지상에 많은 기적의 치료제(또는 치료법)이 개발되었다고 보도되지만 이들의 참 가치는 선진 제약회사가 거액을 투자하고 수입할 경우 제대로 평가할 수 있다. 우리나라 신약 발굴의 일련의 성공 체험은 우리의 신약 발굴 기술이 세계와 경쟁할 수 있는 위치에 와 있다는 사실을 보여주고 있다. 일반적으로 신약개발 과정이 15년이 소요된다고 하는 것은 독성 및 임상 시험, FDA 승인 등에 많은 시간이 소요되는 것을 포함하는 것이고, 지적 재산권 확보의 핵심이 되는 과정인 신약 후보물질 발굴 과정은 2-3년 정도로 단축할 수 있다. 또한, 신약 개발 과정 중 독성 시험이나, 임상 시험 연구는 이미 기술적으로 확립되어 있고, 자본 집약적인 기술로 많은 용역회사(CRO)를 활용하여 해결할 수 있다. 세계적인 경쟁력을 가질 수 있는 한국의 핵심 역량은 신약 연구개발의 초기 단계인 의약 디자인 및 의약 합성에 있으므로, 신약 후보 물질 발굴 단계에 주력한다면 적은 비용으로도 충분히 승산이 있다. 구조기반 신약발굴-한국의 경쟁력 질병 표적 단백질이란 생리학적, 또는 병리학적으로 중요한 기능을 하는 단백질로서, 대부분의 약들은 마치 열쇠가 자물쇠에 가서 결합하듯 이들의 활성 부위, 또는 수용체 부위에 결합하여 이들 단백질의 활동을 억제함으로써 질병에 대한 치료 효과를 나타내게 된다. 이러한 질병관련 단백질들의 3차원 입체 구조 정보를 확보하면, 그 질환 단백질의 작용 기전을 이해할 뿐만 아니라, 그 활성 부위에 결합할 수 있는 분자들을 디자인 할 수 있으므로 빠른 시간 안에 고유한 의약 물질을 창출할 수 있다. 한 예로, 감기 바이러스의 외피 단백질인 neuraminidase는 인체 세포벽의 구성 성분을 분해하여, 감기 바이러스가 감염한 세포에서 이탈하여 다른 세포로 전이하는데 필수적인 역할을 한다. 따라서 이 단백질의 활성 부위를 저해하는 물질을 발굴하면, 감기 치료제로 사용할 수 있는 것이다. 호주의 생명 과학 벤처 회사인 Biota사와 미국의 바이오 벤처 회사인 Gilead사는 각각 이 단백질의 입체 구조를 바탕으로 억제제를 발굴하여, 2000년도에 FDA허가를 획득하였고, 1년 내로 10억불 이상의 매출을 기대하고 있다. 인간유전체 과제(HGP)의 완료로 향후 유전체 연구 (post- genomics)는 신약 발굴로 가장 큰 수확을 얻게 될 것이며, 현재 500여개에 불과한 신약 발굴 질환표적은 3,000∼4,000개로 급속히 증가할 것으로 예측되고 있다. 따라서 연간 수십억 달러 시장의 신규 의약 물질 발굴을 위하여, 유전자 기능의 수행 주체가 되는 단백질들의 구조 연구에 대한 요구가 급증할 것이 자명하다. 이러한 추세를 반영하여, 신약발굴의 지름길인 질환단백질 구조연구 (structural proteomics)의 중요성을 인식하여, 미국정부에서는 2000년부터 7개 구조 유전체학 센터를 설립(현재는 9개), 1억 5천만 달러를 투자하고 있으며, 일본은 2001년 6개 센터에 미국보다 훨씬 큰 규모로 정부와 민간의 콘소시움을 형성, 구조 유전체학을 기반으로 한 신약 연구에 집중 투자하기 시작하였다. 구조기반 신약선도물질 발굴 기술이 경쟁력을 가지기 위해서는 4가지 정도의 서로 다른 학문 분야 또는 기술이 필요하며 이들은 우리나라에 대부분 확보되어 있다. 우선, 구조기반 신약선도물질 발굴 기술이 경쟁력을 가지기 위해서는 국가적으로 structural genomics(구조 유전체학)에 대한 기반이 필요하다. 이 분야에 있어서는 그동안, 정부의 계획적인 투자가 이루어져 세계적으로도 몇 개 없는 포항공대의 제 3세대 방사광 가속기 시설 그리고 국책 연구소나 국립대학교에 고자장 NMR등 구조 유전체학 연구에 필수적인 고가의 장비들이 어느 정도 확보되어 있는 상태이다. 인력 면에서도, 이 분야의 국내 연구소 및 대학의 연구실들이 수준 높은 학술지에 게재할 수 있는 결과들을 많이 내고 있다. 구조기반 신약선도물질 발굴의 경쟁력을 위해 필요한 두 번째 기술 분야는 신약설계에 관한 것이다. 이 분야는 이미 국내외의 분자설계 전문업체 또는 대학의 연구실들에 의해 우수한 상용 또는 비상용 소프트웨어들이 많이 개발되어 있다. 또한 우리나라에서도 일부 전문 업체들에서 미처 개발 하지 못한 창의적인 virtual library 구축 프로그램, 단백질 활성부위의 구조 분석 프로그램 그리고 virtual HTS 결과를 분석하는 scoring 프로그램 등을 이미 개발했거나 개발 중에 있다. 구조기반 신약선도물질 발굴을 위해 필요한 세 번째 경쟁력은 물질 확보 및 합성에 관한 것이다. 한국이 합성화학에 있어서는 이미 세계적인 경쟁력을 확보하고 있다는 것은 많이 알려져 있고, 조합화학의 용역을 담당하는 벤처회사들도 설립되고 있다. 아울러, 세계적으로 구매할 수 있는 화합물의 갯수가 이미 200만개에 이르며 이는 점점 늘어나는 추세이다. 구조기반 신약선도물질 발굴을 위해 필요한 네 번째 기술은 실험적인 화합물 평가이다. 이것을 위해서, 생물학적 활성평가와 NMR 등을 이용한 결합 부위평가 등 두 가지의 방식을 사용되고 있다. 이 중에 생물학적 평가는 표적에 따라 난이도가 다르기는 하지만, 대부분은 일반적인 기술에 속한다. NMR을 이용한 결합 평가 기술은 단백질의 NMR 연구기법을 필요로 하며, 이는 크리스탈지노믹스 등 국내의 우수 연구진에서 확립 활용하고 있다. 결국, 구조기반 신약선도물질 발굴을 구성하는 네 가지의 부속 기술들은 현재 국내에 모두 확보되어 있는 상태이다. 따라서, 이 기술들을 조합하여 하나의 시스템을 만들고 이 시스템을 효율적으로 운용하여 초고속 신약선도물질 발굴을 실현하는 일이 남아 있다. 따라서, 연구 인력 및 자원의 선택과 집중으로 신약 선도물질 발굴 연구에 한국의 핵심 역량을 발휘한다면, 세계적 경쟁력을 가진 신약을 우리나라도 발굴 할 수 있다고 확신한다. 결론 의약 산업은 환경 친화적인 산업이며, 두뇌 집약적인 지식 산업이다. 자원이 빈약하고, 경제적인 난국에 처해 있는 우리나라로서, 변화의 시대 21세기를 맞아 선진국으로 도약할 수 있는 절호의 기회는, 지식 집약적인 신약 발굴을 통하여 진입할 수 있다고 감히 말하고 싶다. 신약발굴 국가들은 모두 선진국인 사실이 이를 증명하고 있다.

2002-03-27 17:06

[제약·마케팅] 인간배아줄기세포 이용 - 박세필

박 세 필 △ 건국대 축산학과 박사 △ 美 위스콘신주립대 박사후 과정 △ 마리아병원 기초의학연구/생명공학연구소 소장 기술개요 및 중요성 인간 배아 줄기세포 (embryonic stem cell)의 배양 및 분화 기술은 21세기 가장 핵심적인 생명공학 기술 중의 하나이다. 배아 줄기세포는 인간의 210여 개의 장기를 구성하는 조직으로 분화할 수 있는 무한한 잠재력을 가진 만능 세포로, 분화가 억제되고 중식만이 가능한 세포를 말한다. 이들은 초기 인간의 배아 연구뿐만 아니라, 신규 성장 인자 및 의약 개발, 질병 치료, 이식 치료학에 널리 이용될 수 있다는 점에서 최근 의료·생명공학 분야에서 활발하게 연구가 진행되고 있는 사업이다. 따라서 이 사업의 핵심기술은 △줄기세포를 분화되지 않은 상태로 계속 배양할 수 있는 배양 기술과 △필요할 때에는 원하는 조직세포로의 분화를 유도할 수 있는 기술로 나눌 수 있다. 하지만 이 기술은 국외에서도 일부 연구자들만이 성공할 정도로 매우 어렵고 고난도의 기술을 요하는 것으로 국내에서는 본 연구소를 제외한 타 기관에서 아직까지 양호한 결과를 보고한 바 없다. 난치병으로 알려진 파킨슨씨병, 알츠하이머병(노인성 치매), 척추손상에 의한 사지마비, 중풍, 소아당뇨병, 심근경색, 간 경화 등의 질환은 각 조직을 구성하는 세포의 파괴 및 영구적 기능 장애에 의해 초래되며, 이들 질환에 파괴되어 부족한 세포를 외부로부터 이식해주는 세포대체요법(cell replacement therapy) 이 이들 질환을 치료할 수 있는 가장 근접한 방법이라 여겨지고 있다. 이와 같이 선천적인 유전으로 혹은 후천적으로 얻게된 무수히 많은 난치병에 대한 근원적인 치료에 인간 배아 줄기세포를 배양하고 분화를 유도하는 기술이 이용될 수 있다는 측면에서 이 기술의 중요성을 확인 할 수 있다. 특히 배아 줄기세포는 한번 분리되면 영구적인 보관이 가능할 뿐 아니라 유도하는 분화 인자에 따라 어떠한 세포로도 분화가 가능하기 때문에 이 세포 하나만으로도 많은 질환의 치료가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 또한 오랜 배양 증식 후에도 그 증식 및 분화 잠재력이 변형되지 않으므로 이 세포를 세포대체요법에 사용할 경우 세포 공급에 대한 문제도 해결이 가능하다. 이뿐 아니라 배아 줄기세포는 특정 유전자를 이용한 유전자 조작이 용이하기 때문에 세포 이식 시 일어날 수 있는 면역거부반응이나 주변 조직으로부터의 성장인자 공급의 결여 등을 해결할 수 있다. 이러한 점에서 배아 줄기세포는 각 종 질환의 세포대체요법에 사용될 수 있는 가장 완벽한 세포이다. 따라서 배아 줄기세포를 배양하고 분화시키는 기술은 난치병 치유를 위한 세포대체요법의 가장 핵심이 되는 기술로, 제작된 줄기세포가 계속하여 그 기능을 유지하고 이후 원하는 조직세포로의 분화하는 조건을 확립하는 것이 본 연구의 핵심 사항이라 할 수 있다. 국내외 기술동향 및 수준 인간 배아 줄기세포에 대한 연구는 1998년 미국 위스콘신대와 존스홉킨스대(Thomson 등, Shamblott 등)에서 각각 인간 배아 줄기세포의 수립을 보고함으로써 줄기세포는 초기 인간 배아 연구를 포함한 의약품의 개발 및 질병치료 그리고 이식대체요법에 획기적으로 사용될 수 있을 것으로 전망되었다. 성인 줄기세포는 최근에 몇몇 타 장기의 세포로 분화 능이 밝혀지고 있기는 하나 골수 이식과 같은 한정된 부분에서 주로 이용되어 온 반면, 인간 배아 줄기세포는 상기에서 기술한 바와 같이 만능세포로 모든 조직의 치료요법에 이용될 수 있다. 하지만 배아 줄기세포는 인간 배아를 이용해야 하기 때문에 그 수급에 어려움이 있으며 윤리적인 문제 또한 지적이 된다. 따라서, 톰슨(Thomson) 등 은 시험관 아기 시술 후 남은 몇 안 되는 신선 혹은 수정 후 2∼3일된 잉여 냉동 배아를 환자의 동의를 받고 사용하여 배아 줄기세포를 제작하였으며, 그 배아 줄기세포를 면역 결핍된 마우스에 주입함으로서 외배엽 (신경과부세포), 중배엽(근육조직, 연골조직, 뼈) 및 내배엽(내장 상피 세포)으로의 분화 능력을 간접적인 분화유도 방법을 통해 확인하였다. Shamblott 등 (1988) 은 5주 내지 9주령의 유산된 태아의 원시생식세포에서 분화되지 않은 원시 생식세포를 배양함으로써 줄기세포를 얻는데 성공하였다. 세포·유전자치료법 등과 연계 의료기술 일대 혁명 유도 이후 2000년 Reubinoff 등은 수정 후 6일된 배반포기 배에서 얻어진 배아줄기세포가 생체 내 및 생체 외에서 원하는 특정 조직 세포로의 분화가 가능함을 발표하였으며 생체 내 배양으로는 면역 결핍된 마우스에서 외배엽, 중배엽 및 내배엽으로의 분화능력을 간접적으로 확인하였고, 생체 외 배양으로는 신경세포로의 분화능력을 직접적인 분화 유도 배양 방법을 통해 확인했다. 이처럼 인간 배아를 이용한 배아줄기세포의 개발은 상기에서 설명한 바와 같이 배아의 수급사정 및 윤리적인 문제·줄기세포 제작의 기술적 어려움 때문에 신선 배아만이 이용될 수밖에 없었으나, 2000년 본 연구소에서는 불임시술 후 5년 이상 냉동 보관된 뒤 폐기될 위기에 처한 잉여 냉동 배반포기 배아(수정 후 4∼5일 정도 배양된 배아)를 이용하여 배아줄기세포 제작에 성공하였으며 이를 이용하여 심근세포로의 분화가능성을 확인하였고 최근에는 순도높은 배아줄기세포주 확립에 따른 신경세포로의 분화 가능성 역시 확인한 바 있다. 또한 최근에 국외저널에 발표된 괄목할만한 내용으로는 다양한 성장인자 첨가에 따른 인간배아줄기세포의 특정세포로의 변환과정 규명, 인슐린 생산 가능성, 기능성 심근세포 제작, 혈액세포 생성 및 신경세포를 질환동물에 이식하는 등의 연구결과가 얻어지고 있다. 기술경쟁력 확보 가능성 배아 줄기세포를 제작하고 분화시켜 세포치료요법에 사용하는 사업은 상기에서 기술한 바와 같이, 1998년 이후 그 가능성이 제시되어 전 세계의 많은 연구자들이 같은 실험 결과를 목표로 매진하고 있으나 아직까지는 세포치료요법단계에서 뚜렷한 결과가 없는 과정 중에 있다. 하지만 배아 줄기세포의 만능세포로의 이용 가능성 때문에 전 세계적으로 의료 및 생명공학 벤처회사에 집중적인 투자를 하게 하고 있으며, 늦게나마 우리나라에서도 줄기세포 연구가 보건 복지부 및 과학기술부 등에서 향후 연구하고 투자해야할 국가기간산업 항목으로 논의되고 있는 것은 다행스럽게 여겨진다. 선진국과 비교해 볼 때 우리나라는 생명공학분야가 연륜이나 규모 면에서 취약하지만 기술적 수준이 높아, 배아 줄기세포 제작 기술의 경우 선진국과 크게 차이가 나지는 않는다. 특히 본 연구소에서 실시한 폐기될 잉여 냉동 배아를 이용하는 배아 줄기세포의 제작은 신선 배아를 이용하는 경우보다 윤리적인 문제를 배제할 수 있고 배아 줄기세포의 무한한 이용 가능성이 긍정적인 평가가 이루어져, 최근 영국에서도 배아 연구뿐만 아니라 난치병 치료 목적의 배아 복제에 대한 연구조차도 의학적·의료적 효용성 때문에 윤리적 문제를 최소화하면서 정부차원에서 허용되고 있고, 2001년 미국 정부도 어쩔 수 없이 폐기되어 질 잉여 배아를 사용하는 배아 줄기세포 연구에 대해서도 연방 정부 차원의 연구 지원을 하겠다는 연구 내용이다. 현재 선진국에서 얻어낸 결과와 본 연구소에서 얻은 결과를 기술적인 차이에서 비교한다면 큰 차이가 없으며, 오히려 폐기될 냉동 배아를 이용하였기 때문에 본 연구소에서 얻은 결과가 한 발 앞선 최첨단 세계적 기술로 평가받고 있다. 향후 계속된 줄기세포 분화연구로 다양한 조직으로의 분화가능성을 확인하는 기술만 확보한다면 세포대체요법에 의한 난치병 치료 시장에서 선진국과 대등한 위치를 얻을 것으로 기대되며, 현재 본 연구소에서는 심근세포 이외에도 신경세포 및 근육세포로의 분화연구에 일부 성공적인 결과를 최근 얻고 있어 이러한 전망을 더욱 밝게 하고 있다. 기술 수요 및 전망 현재 세계 의약계와 바이오 업체들은 난치병으로 알려진 파킨슨씨병, 알츠하이머병(노인성 치매), 척추손상에 의한 사지마비, 중풍, 소아당뇨병, 심근경색, 간 경화 등의 질환을 치료할 수 있는 연구에 집중적인 투자를 하고 있다. 그 예로서 미국시장을 예로 들면, 10여 개의 생명공학벤처 회사들이 오로지 줄기세포만을 집중 연구하고 있다 (Science, 2000). 물론 여기에는 성인 줄기세포를 추출하고 배양하는 회사도 포함되어 있다. 이는 줄기세포로 치유 가능한 심장병, 자가면역질환, 당뇨병, 암, 알츠하이머병 등의 환자수가 미국에만 1억 2800만 명에 이를 정도로 성장가능성이 높기 때문이다. (Science, 2000). 우리나라의 경우 일반적으로 치매라고 알려진 알츠하이머병을 예로 들었을 때, 통계청이 추계 한 바에 다르면 65세 이상 노인 인구 중 치매에 결린 노인의 비율에 대하여는 2000년 27만7천 여명(8.2%), 2010년 43만3천 여명(8.6%) 그리고 2020년 61만9천 여명(9.0%)에 이를 것으로 추산했다. 상기에서 언급한 바와 같이 배아 줄기세포 배양기술이 확립되면 1) 지금까지 난치병으로 간주되어 왔던 여러 질병의 치료법이 개발되어 인간의 삶의 질이 크게 향상될 것이며 2) 세포 치료법, 유전자 치료법, 조직공학 기술 등 현재 개발되고 있는 다른 기술과 연계되어 의학 기술의 엄청난 시너지 효과 및 이를 통한 의료 기술의 일대 혁명을 유도할 것이다. 3) 줄기세포 배양 기술은 경제적인 가치가 향후 5∼10년 내 50억 달러에 달할 정도로 크게 확대되어 엄청난 파급효과를 가져올 것으로 예상된다. 따라서 기술발전을 효과적으로 이루기 위해서는 산학연의 체계적이고 조직적인 협조가 요구되며, 연구 개발을 위한 관련기관 및 국가적인 차원의 집중적인 투자 및 제반 법규의 정비가 정부차원에서 시급히 뒷받침되어야 할 것으로 사료된다. 5. 결 론 현재까지 우리인간의 엄청난 삶의 질을 향상시켜왔고 앞으로도 향상시켜줄 것으로 기대되는 기초생명과학 분야 특히, 배아 줄기세포 연구가 인간 복제라고 잘못 오도되어 악영향만을 우려한 나머지 전반적으로 위축을 가져오지 않을까 염려된다. 차제에 생명공학분야의 분명한 가이드라인이 설정되어 불임센타에서 이식하고 남은 일정기간이 지나 폐기처분될 잉여 냉동배아로부터 얻어지는 인간 배아줄기세포 연구는 장기 기증용 복제인간과 같은 생명복제와는 근본적으로 다른 세포치료 차원의 연구 (cell replacement therapy)로서 특히, 수정 후 2주 이내의 배아에 대해 의학 발전을 위한 기초적 연구와 난치병 환자를 치료하려는 목적의 연구는 허용돼야 할 것이다. 반면에 절대 다수가 우려하는 인간자체의 복제에 관한 연구 (reproductive cloning) 는 엄격한 정부차원의 법령 하에서 규제함과 아울러, 최근에 더 논란이 가중되고 있는 체세포 복제기술을 통한 난치병 치료차원의 배아의 줄기세포배양 등의 연구 (therapeutic cloning) 문제도 그 연구의 입안과정 전후뿐만 아니라 중간과정에서의 확인과 연구절차를 확립하며, 연구기준에서도 공개적인 논리와 토론을 거침으로써 폭넓고 심도 있는 전 국민의 합일된 의견수렴이 선행된 뒤 수행되어야 할 것으로 사료된다.

2002-03-27 16:12

[제약·마케팅] 과학기술부 지원현황 - 노경원

노 경 원 △ 서울대 공과대학 전자공학과 졸 △ 제38회 행정고등고시(재경직) 합격 △ 과학기술부 연구개발국 생명환경기술과 사무관 생명공학 기술개발 의의 생명공학은 질병, 식량난, 환경오염, 에너지 부족과 같은 인류가 직면한 난제들을 해결할 기술로 전망되고 그 파급범위는 보건의료, 농업, 환경, 에너지, 전자, 정보, 화학소재, 기계 등 광범위하여 농업혁명, 산업혁명, 정보화혁명에 이은 바이오 혁명이라는 '제4의 혁명'의 중요한 기술로 여겨지고 있다. 생명공학 분야는 아직 산업화 초기단계지만 2001년 2월 인간유전체지도 완성 발표 등으로 일반인들의 관심이 높아지고 있으며 세계 각국은 생명공학기술이 21세기 신기술·산업 패러다임 변화의 핵심이 될 것으로 여기고 이 분야에 대해 집중적으로 지원하고 있다. 우리나라가 21세기에 국가경쟁력을 확보하여 신산업을 창출하고, 국민들이 쾌적한 환경에서 건강하고 풍요로운 삶을 영위할 수 있도록 하기 위해서는 생명공학을 육성하는 것이 중요하기 때문에 정부는 바이오코리아 건설을 위하여 국가과학기술역량을 총 결집하여 생명공학을 육성하고 있다. 기술개발 추진현황 그 동안 선도기술개발사업(G7), 중점연구개발사업 등을 통한 투자로 체세포 복제소, 에이즈 DNA 백신, 인공 씨감자 등 일부 분야에서는 우리나라의 기술이 선진 수준에 도달하였으나 연구규모와 범위가 제한적이어서 전반적인 기술수준은 세계 최고의 60%수준에 불과한 것으로 평가되고 있다. 또한 국내 연구결과가 '96년 이후 Nature, Cell誌 등 세계 최고수준의 학술지에 게재되고 있으나 아직까지는 부족한 실정이다. 연구개발성과는 SCI 논문(Biotechnology & Microbiology 기준)의 경우 91년 43건에 불과하던 것이 94년 120건, 2000년 496건으로 10년 이내에 10배 이상 수준으로 대폭 증가하여 미국대비 94년 25분의 1에서 2000년 9분의 1수준으로, 일본대비 94년 18분의 1에서 2000년 4분의 1수준으로 크게 증가했다. 미국 특허등록(국제특허분류 C12N)의 경우도 91∼95년 기간중 20건에서 96∼2000년 기간중 67건으로 증가하여 미국대비 91∼95년 143분의 1에서 96∼2000년 125분의 1 수준으로, 일본대비 91∼95년 36분의 1에서 96∼2000년 14분의 1 수준으로 증가하였고 2001년은 26건으로 미국대비 82분의 1, 일본대비 8분의 1 수준으로 크게 증가하였다. 생명공학분야의 효율적인 연구개발 추진을 위하여 94년부터 범국가적으로 '생명공학육성기본계획(Biotech 2000)'을 수립하고 2000년대 초까지 우리나라 생명공학 기술수준을 G7 선진국 수준에 진입토록 하여 바이오산업을 21세기 전략수출산업으로 육성하는 것을 목표로 추진해 왔다. 그 동안의 생명공학에 대한 연구개발투자를 확대하여 94년 정부 연구개발예산의 3.5%에 불과하던 생명공학연구개발예산 비중을 2001년 8%수준으로 높였다. 그러나 그 동안의 높은 투자증가율에도 불구하고 생명공학분야의 정부연구개발투자는 2000년을 기준으로 할 때 미국의 100분의 1, 일본의 12분의 1수준에 불과한 실정으로 총액규모에서는 아직 미국 대기업 1개 수준에도 미치지 못하고 있다. 2007년 BT수준 선진국 대비 80%로 업그레이드 과기부는 2001년을 '생명공학의 해'로 선언하고 바이오코리아 건설을 위하여 생명공학 육성을 위한 여러 가지 시책을 추진하였다. 생명공학 육성을 위한 정부의 연구개발 및 산업육성 정책을 종합조정하고, 연구개발과 산업육성간의 연계를 강화하기 위하여 과기부장관을 위원장으로 하고 관계부처 차관과 민간전문가을 위원으로 하여 '바이오기술·산업위원회'를 구성(2001.10)하였고, 유전체 정보 데이터베이스 구축 및 활용지원을 위하여 '국가유전체정보센터'(NCGI)를 설치(2001.10)하였다. 또한 생명공학 육성을 위한 국가정책의 기본 틀을 마련하기 위하여 '생명공학육성 제3단계 기본계획('02∼'07)'을 수립(2001.12)하고, 의학을 전공한 인력들을 기초의과학에 많이 진출하도록 하여 고급 BT인력으로 양성하기 위하여 '기초의과학육성종합계획'을 수립하였다. 생명공학기술개발 추진전략 정부는 '생명공학육성기본계획(Biotech 2000)의 일환으로 2001년 12월 '생명공학육성 제3단계 기본계획'을 수립하여 생명공학 기술수준을 선진화시키고 바이오산업을 수출전략 산업으로 만들기 위하여 우리나라 생명공학 기술수준을 현재 세계 최고 기술수준 대비 60%에서 2007년 80% 수준으로 높이고, 바이오산업을 21세기 핵심전략산업으로 선정하여 중점 육성하는 계획을 수립하였다. 과기부는 2001년 '생명공학의 해'에 이어 2002년을 '나노-바이오의 해'로 선포하고, 생명공학 연구개발 및 인프라 구축에 2,059억원(정부 전체 4,528억원)을 투입할 계획이다. 또한 2001년 10월 국가과학기술위원회 산하에 설치된 '바이오기술·산업위원회'를 통한 부처별 육성 기능 종합·조정을 강화하고, '국가생명공학기술경로도(TRM)'를 통하여 BT 기술혁신 패러다임 변화에 대응한 국가적 중점추진분야 도출은 물론 효율적 정부사업 추진체계를 정립해 나갈 계획이다. 우리나라가 생명공학에 대한 투자를 확대하여도 미국·일본 등 선진국과 비교해서는 열악할 수밖에 없는 실정에서, 한정된 국내 연구개발자원을 효율적으로 활용하기 위해서는 선택과 집중 전략에 의한 연구개발 및 산업 육성이 필수적이다. 이에 따라 정부는 유전체, 프로테옴, 시스템생물학, 구조생물학 등 미래 대비형 신기술 분야, 생물정보학, 나노바이오텍, 의료정보시스템, 신생물화학, IT-BT 융합기술 등 다학제 융합기술 분야, 유전체기반 신약, 발생 생물공학, 기능성 작물 및 동물 개발, 신생물 소재, 뇌과학, 유전자 치료 및 예방 연구 등 고부가가치 창출 가능분야, 생물다양성 활용기술개발, 고유식품 개발연구 등 고유 생물자원 이용분야 등 4대 분야 17개 기술영역을 선택하여 집중적으로 육성할 계획이다. 바이오산업 육성을 위하여 국내 바이오 벤처펀드 및 한·미 벤처펀드 설립 등을 추진하여 벤처·중소기업 지향의 자금기반을 확대해 나가고, 유전체학, 단백질체학, 생물정보학 등 첨단분야의 생명공학 전문인력을 양성하기 위하여 KAIST에 바이오시스템학과를 설치하는 등 BT와 IT 융합 및 다학제 분야 인력 양성 시책을 추진하며, 생명공학에 대한 국민 인식 제고와 바이오안전성·생명윤리 확보를 위한 법적·제도적 기반을 정비해 나갈 계획이다. 또한 국가 생명공학기술경로도에 기초한 산·학·연 협력시스템을 정비하고, 인간프로테옴기구(HUPO), 침팬지 게놈연구 국제컨소시엄 등 국제협력 활동을 지원하는 한편 국제학술행사 국내 유치를 지원해 나갈 계획이다. 향후 우리나라가 생명공학에 대한 투자를 지속적으로 확대하고, 산·학·연·관이 협력하여 생명공학 연구개발과 산업화를 위해 노력하면 21세기 우리나라는 국민 모두가 생명공학을 통해 깨끗한 환경에서 건강하고 풍요로운 삶을 누릴 수 있는 바이오코리아가 될 수 있을 것이라 전망한다.

2002-03-27 15:56

[제약·마케팅] 바이오벤처 재무안정화 - 김치훈

김 치 훈 △ 한양대학교 이학 석사 △ 녹십자 종합연구소 및 목암연구소 △ 동양종합금융증권 리서치팀 제약/바이오 담당 인간 게놈 연구 국제컨소시엄인 인간 게놈 연구소(NHGRI)와 미 벤처기업인 Celera Genomics가 공동으로 지난2001년 2월경 인간 게놈 프로젝트의 결과를 발표하였다. 인간게놈 프로젝트의 발표는 인간의 전체 유전자 지도라는 새로운 사업영역을 보여주는 계기가 되었고 그로 인해 바이오 산업은 본격적으로 주목받으며 투자를 유치하기 시작했다. 현재 인간 게놈 프로젝트 이후 유전자의 기능을 연구하는 포스트 게놈에 해당되는 분야인 지노믹스(Genomics, 유전체학), 프로테오믹스(Proteomics, 단백질체학)가 각광을 받게 되었다. 바이오 산업은 바이오 의약, 바이오 농업, 바이오 화학 등으로 구분할 수 있으며 대규모 실적호전을 기록하면서 바이오 산업을 주도하는 기업들은 대부분 바이오 의약분야에 집중되어 있다. 바이오 의약부문은 크게 분자공학, 세포공학, 유전공학 및 면역공학의 4가지 부문으로 구분할 수 있으며 인간의 건강과 직결되어 있는 고부가가치 사업이다. 암젠, 제넨텍을 위시한 제1세대 바이오 기업은 재조합 단백질을 의약시장에 출시하면서 고성장을 추구해왔다. 이들 기업은 주로 바이오 의약부문에 속해있는 기업으로 특정 단백질에 대한 특허권을 바탕으로 시장성이 큰 제품을 판매하여 바이오 시장을 주도하고 있다. 인간 게놈 프로젝트 이후 발전된 IT기술을 바탕으로 유전자 기능을 연구하는 지노믹스 관련기업들이 제 2세대 바이오 기업군을 형성하면서 신규시장을 개척하고 있다. 국내 바이오 관련 업체들도 인간 게놈 발표이후 투자가의 주목을 받게 되었다. 하지만 현재까지 이들 기업은 바이오 관련 기반산업의 부재속에 전반적인 실적부진과 투자환경의 악화로 인해 고전하고 있다. 일부 바이오 기업은 단기간의 실적시현을 위해 사료 첨가제, 기능성 건강식품 등을 생산하고 있다. 이는 본래 바이오 기업이 창업하게 된 동기와는 무관하게 오로지 실적을 위해 다른 사업을 진행하는 셈이다. 하지만 선두 바이오 기업들은 기존에 볼 수 없는 유전자와 단백질 분석, 유전체 연구 및 단백질 연구 등과 같은 신규시장을 개척하고 있으며 바이오 관련 연구의 활성화로 점치 기업의 외형이 증가하고 있다. 현재까지 등록된 국내 바이오 기업을 사업내용에 따라 분류하게 되면 연구 전문업체와 장비 관련업체로 구분할 수 있다. 연구전문업체는 마크로젠과 인바이오넷이 있으며 한국인 게놈지도 발표, 미생물 살충균주인 Bt (Bacillus thuringiensis) 관련 기술이전 등과 같은 지노믹스에 투자하고 있다. 그에 비해 장비 제공업체인 코바이오텍은 보유제품이 바이오 관련 연구를 진행하는데 기본적으로 필요한 바이오리엑터와 같은 장비를 제공하고 있으며 바이오 산업의 성장에 의해 매년 40%가 넘는 외형성장을 시현하고 있다. 각 기업간의 실적을 비교하는 경우 연구 전문업체에 비해 장비제공업체의 실적이 호전되고 있는데 이는 이들 업체가 바이오 관련 연구를 진행시 필요한 기본적인 장비와 실험기자재를 공급하기 때문이다. 향후 2002년부터 다양한 바이오 벤처 기업들이 등록할 예정이며 최소한 10개 이상의 바이오 기업들이 각 사업부문별로 등록되는 경우 하나의 테마별 포트폴리오(portfolio)를 구성할 수 있으리라 전망된다. 소규모 분산투자보다 성장가능성 평가 집중투자 국내 바이오 기업간의 R&D 투자 비용은 기업이 지향하는 사업에 따라 크게 차이가 있다. 신규분야인 지노믹스(유전체학)에 투자하는 기업들은 연구전문업체에 속하며 상대적으로 장비 공급업체에 비해 R&D비용이 차지하는 부분이 크다. 이들 기업은 경쟁적으로 R&D부문에 투자하고 있다. 보다 많은 투자를 진행하여 기능성 유전자를 확보하는 기업이 특허권 확보를 통해 유전자 관련 잠재시장을 선점할 수 있기 때문이다. 2002년에는 바이오 기업의 외형성장을 극대화시킬 수 있는 몇가지 사례가 예상되며 그중 한가지는 수년간 연구를 통해 축적된 유전자 데이터베이스의 판매이다. 현재 이러한 사업모델에 가장 근접한 기업으로는 초파리를 이용하여 다양한 질병 관련 유전자 데이터베이스를 구축하고 있는 제넥셀과 한국인 게놈지도 초안을 완성한 마크로젠이 있다. 이러한 유전자 데이터베이스는 주로 성장성이 극대화될 아시아 의약시장에 관심을 가지고 있는 다국적 기업에 대해 판매되리라 예상된다. 국내 바이오 기업들을 활성화하기 위해서는 여러가지 조건이 필요하다. 첫째 바이오 산업에 대한 인식의 변화이다. 막연하게 여러 기업에 대해 소규모 자금을 투자하고 바이오 산업을 육성하기보다는 미래 성장 가능성이 높은 분야에 대해 집중적인 투자가 필요하다. 바이오 의약 부문에서 향후 시장성이 극대화될 수 있는 가능성을 가지고 있고 임상시험기 간이 비교적 짧은 인공항체에 대한 적극적인 투자가 바람직할 것으로 판단된다. 바이오 기업이 성공하기 위해서는 지속적인 연구개발 투자와 그와 관련된 자금이 필요하다. 현재 국내 기업들의 경우 외부의 자금을 받아 연구개발을 진행하고 있으며 최종결과물이 나올 때까지 장기간이 필요하며 이를 뒷받침할 수 있는 공공기금이 필요하다고 판단된다. 둘째 바이오 기업이 대한 전반적인 인프라 산업을 제공해주어야 한다. 바이오 기업은 대부분 규모가 적어 자체적으로 개발중인 제품에 대한 특허권을 검색하기는 어려운 실정이다. 이에 대해 공동으로 특허권 취득과 특허권 보호를 위해 전문적인 특허서비스가 필요하다. 그리고 바이오 기업들은 그동안 확보한 연구성과를 로열티를 받고 판매하는 전략을 선택하는 경우에도 실질적으로 해외 판매를 주선할 수 있는 전문기관이 필요하다. 그리고 바이오 관련 기업은 하나의 신약을 개발한다 하더라도 자체 영업조직의 부재와 기업규모의 차이에 의해 성공적인 제품판매까지 이루어지기까지 상당한 시일이 소요되므로 제품판매에 대한 마케팅 지원이 필요하다. 세째 바이오 기업간의 전략적 제휴를 장려해야 한다. 현재 미국내 바이오 기업들은 내부자금의 부족과 시장성이 큰 제품확보를 위해서 업체간 M&A를 진행하고 있으며 바이오 기업간 M&A는 점차 증가추세를 보이고 있다. 대형 바이오 기업은 다국적 제약사와의 경쟁에 대비하고 대형 투자가의 투자대상이 되기 위해 중소형 바이오 기업들에 대해 적극적인 M&A를 진행하고 있다. 최근에 바이오 기업의 선두주자인 암젠은 차세대 블록버스트 제품인 관절염 치료제 엔브렐(Enbrel)을 확보하기 위해 이뮤넥스를 인수한 바 있다. 국내 바이오 기업은 향후 시장성이 확대될 제품군을 생산하기 위해서는 기업간 M&A가 활성화되어야 한다. M&A를 통해서 기업간 축적된 연구성과에 대해 중복투자를 피할 수 있으며 규모가 커진 바이오 기업은 규모의 경제를 보여줄 수 있어 바이오 기업의 생존에 도움이 되리라 예상된다. 향후 바이오 기업에 대한 분석은 현재의 실적보다는 지속적인 R&D 관련 투자로 예상되는 미래의 성장추이에 바탕을 두고 이루어져야 한다. 성장초기 단계에 진입한 바이오 기업의 대한 투자는 그 기업이 보유하고 있는 기술분야의 성장성을 주로 감안해야 할 것이다. 그리고 세부적으로 그 기업이 실질적으로 수행한 연구결과와 보유하고 있는 특허권에 대해서도 구체적인 평가가 이루어져야 한다. 2002년부터 다양한 바이오 벤처 기업들이 유전자 연구, 단백질체학, 진단부문별로 등록되리라 예상되며 기존사업과는 차별되는 하나의 바이오 관련 기업군을 형성하리라 예상된다.

2002-03-27 15:24

[제약·마케팅] 유전자 치료 현황과 전망 - 김연수

2002-03-27 14:57

[제약·마케팅] 바이오인포매틱스 현황 - 한철규

2002-03-27 14:56

[제약·마케팅] 국내 바이오벤처 현황 - 김경수

2002-03-27 14:43

[제약·마케팅] 바이오벤처 활성화 방안 - 한문희

2002-03-27 13:32

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바이오벤처 활성화 방안 - 한문희

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입력 2002-03-27 13:32 수정

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