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화학이야기

[화학개론] 바이오산업 트렌드 및 바이오산업 발전 방향

2016년 12월 27일

윤수영/ LG경제연구원 사업전략2부문 연구위원 약대를 졸업하고 제약기업의 영업/마케팅 부서에서 근무했다. 대학원에서 경영학 전공 후, LG경제연구원으로 자리를 옮겨 바이오제약, 헬스케어 관련 Consulting/ Research업무를 하고 있다.

앞서 두 차례의 글을 통해서 바이오산업의 발달 과정과 레드·그린·화이트 바이오로 분류되는 바이오산업의 개괄적인 개념을 살펴보고, 바이오 산업 중 제약과 관련된 레드 바이오 산업의 현황에 대해 알아보았다. 이번 시간에는 각 바이오 산업의 주요 이슈와 앞으로의 발전 방향에 대해 알아보도록 하겠다.

바이오기술은 보건·의료 문제, 식량 부족 문제, 에너지·환경문제 등 인류의 난제를 해결할 수 있는 수단으로 주목 받고 있다. 이에 따라 바이오산업은 인류의 난제를 해결하는 동시에 각국의 경제성장을 이끄는 원동력으로 자리매김하며 발전을 거듭하고 있다.

레드바이오 분야: 질병의 예방과 효과적인 치료로 건강 수명 연장 및 의료비 절감

인구 증가, 고령화, 만성질환의 증가 등에 의해 각국의 의료비는 빠르게 증가하고 있고, 삶의 질에 대한 소비자의 욕구 또한 증가하고 있다. 이에 대응하기 위해 더 효과적인 의료 패러다임을 제시하고자 하는 노력, 즉 질병이 생기기 전에 미리 예측해서 예방하고, 질병이 걸린 후에도 효과적으로 치료하고 사후 관리하기 위한 기술과 인프라를 개발하기 위한 노력이 지속되어 왔다. 따라서 레드바이오 분야의 중요한 트렌드로 정밀의료의 부상을 들 수 있다.

ICT · 빅데이터와 결합된 정밀의학 개념도

내용출처: 매일경제 (2016.4.6)

정밀의료는 유전자, 환경, 생활습관 등 개인의 다양성을 감안하여 질병을 치료하고 예방하는 의료 접근법으로, 유전체 분석 결과 및 의료·임상 기록뿐 아니라 환경, 생활습관 등 다양한 정보를 종합하여 어떤 치료법과 예방전략이 가장 효과적일지 보다 정밀하게 예측하고 대응하는 것이다. 정밀의료의 꿈은 오래 전부터 있었지만, 그 꿈을 이루기 위한 기술적인 뒷받침은 턱없이 부족한 상황이었다. 그러나 인간 유전체 염기서열 분석 데이터가 급격하게 축적되고 있고, 빅데이터 분석 기술 및 인공지능의 진화가 빠르게 진행됨에 따라 정밀의료 도약의 기반이 마련되고 있다.

정밀의료가 실현되면, 정확하고 빠른 진단이 가능해지고 질병 가능성이 높은 사람을 위한 예방 전략을 수립할 수 있게 되어 개인의 건강 수명이 연장되고 의료비용이 절감될 것이다. 유전자 진단을 통해, 유방암과 난소암을 일으킬 확률이 높은 ‘BRCA 유전자 변이’를 보유한 것으로 확인되어 예방적인 수술을 미리 시행한 미국 여배우 스토리를 예로 들 수 있다.

정밀의료 의약품의 범주로 보는 뜨거운 정밀의료 연구의 열기

내용출처: PMC (2016)

또한 발병 후에도 진단 및 치료 과정에서의 잘못된 의사결정이 줄어들고 최적의 치료법과 의약품을 선택하게 되어 치료 효과가 증진되고 부작용이 최소화될 수 있다. 특정 유전자 변이를 겨냥하여 작용하는 표적 치료제는 현재 종양 치료 분야에서 가장 활발히 연구되고 있는데, 유방암 환자 중 ‘HER2’라는 유전자가 과발현 된 환자를 타깃으로 하는 허셉틴을 예로 들 수 있다. 환자들은 타깃이 되는 유전자를 검사하는 진단시험을 거쳐 그 약에 효과가 있을지를 미리 확인한 후 약품을 처방 받게 된다. 2015년에 미국 식품의약국(FDA)의 허가를 받은 신약의 28%, 개발 중인 의약품 전체의 42%, 항암제의 73%가 정밀의료 의약품의 범주에 속할 정도로 정밀의료 연구 열기는 뜨겁다.

그린바이오 분야: 농업생산성 향상으로 식량 부족 문제 해결

인구 증가, 경작지 감소, 기후 변화, 육류 소비 증가에 따른 사료용 곡물 수요 증가 등에 의해 식량 부족 문제가 대두되고 있으며 이에 따라 농업 분야에서의 생산성을 향상시키기 위한 다양한 방안들이 제시되고 있다. 20세기 후반의 식량 생산량 증대에 기여한 농업 기술로 품종개량, 화학비료, 작물보호제 등을 들 수 있다면, 최근 농업 기술의 방향성은 BT와 IT의 융합에 기반한 스마트화라고 할 수 있다.

최근 농업 기술의 방향성: BT와 IT의 융합에 기반한 스마트화

레드바이오 분야와 마찬가지로 그린바이오 분야에서도 유전체 염기서열 분석 기술, 빅데이터 분석 기술 및 인공지능의 발전이 산업의 패러다임을 바꾸고 있다. 작물의 유전자와 형질 발현의 연관성에 대한 이해도가 높아질수록 육종과 유전자변형을 통해 생존력 강화, 영양성분 증대 등 원하는 형질을 추가하는 것이 더욱 용이해지고 있다.

현실화 된 스마트팜: 작물의 생산성 및 품질의 극대화

사진자료: agrimachinerynews

또한 경작지 또는 재배시설의 환경과 작물의 생육상태에 대한 실시간 센싱 정보를 기반으로 최적의 환경조건(관수, 작물보호제·비료 공급, 냉난방 등)을 유지하여 작물의 생산성 및 품질을 극대화하는 스마트팜도 현실화되고 있다. 스마트팜은 특정 경작지 내에서의 생산성 극대화에서 더 나아가 시장 전반의 생산량·유통·가격 정보 등을 통합하여 파종 시기, 생산량 및 출하시기 조절, 최적 유통 경로 선택 등의 서비스까지 제공하는 방향으로 발전하고 있다.

화이트바이오 분야: 바이오 기반 원료와 공정으로 화석 원료 부족 및 지구 온난화 대응

바이오 기반 원료와 공정으로 화석 원료 부족 및 지구 온난화 대응

세계인구 증가 및 신흥국의 경제성장에 따라 화석원료 고갈에 대한 우려가 지속되고 있고, 화석 원료를 사용하여 화학공정을 통해 제품을 생산하는 기존의 산업체계가환경 오염과 지구 온난화의 주요 원인으로 지목되고 있다. 이러한 에너지·환경 문제에 대응하기 위해 화석원료를 대체하거나 온실 가스 배출 이슈를 해결할 수 있는 바이오연료, 바이오폴리머, 바이오공정 등 다양한 화이트바이오 분야 사업들이 제시되어 왔다.

산업화가 비교적 많이 진행되었고 성장세가 지속될 것으로 보이는 레드·그린 바이오 분야에 비해 화이트바이오 분야는 일부 분야를 제외하면 산업화 진행 속도가 느리고 성장의 불확실성이 높은 편이다. 화이트바이오 분야의 사업들은 대부분 기존에 잘 정립되어 있는 산업체계의 원료와 공정을 대체해야 하며, 아직은 대부분의 바이오제품이 기존 제품 대비 가격 경쟁력 면에서 뒤쳐지기 때문이다. 따라서 화이트바이오 분야의 앞으로의 전망에는 가격경쟁력 있는 기술 개발, 고기능성 등 차별화된 가치 발굴뿐 아니라 각국 정부의 친환경 정책, 소비자의 친환경 인식, 유가 변화 등 다양한 외부 요소의 영향이 매우 크다고 볼 수 있다.

 

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