불과 1년 전만 해도 생소했던 ‘마이크로바이옴’이란 단어가 현재는 TV 광고에서도 접할 수 있고, 식품, 화장품, 바이오 관련 기사들을 통해서도 손쉽게 마주할 수 있게 됐습니다. 제2의 게놈으로도 불리는 마이크로바이옴. 미생물 군집을 뜻하는 마이크로바이오타(microbiota)와 유전체를 뜻하는 게놈(genome)의 합성으로 장내 미생물군 자체를 의미합니다. 한 사람의 장내 미생물은 총 1000여종 이상으로 구성돼 있으며, 무게는 약 1.5kg 정도입니다. 각종 난치 질환에 대한 치료제 개발에도 쓰이는 마이크로바이옴에 대한 제약업계의 기대가 갈수록 커지고 있는 상황입니다.(편집자주]

[이데일리 송영두 기자] 마이크로바이옴이 인체에 큰 영향을 끼친다는 인식 변화에는 제프리 고든 미국 워싱턴대학 교수의 연구가 결정적인 역할을 했습니다. 2006년 네이처에 발표한 제프리 고든 박사 연구는 비만 쥐와 마른 쥐의 분변을 각각 무균 쥐에 주입한 결과 비만 쥐의 분변을 주입한 무균 쥐가 마른 쥐의 분변을 주입한 무균 쥐보다 빠른 시간 내에 비만이 되는 것을 확인했습니다.

제프리 고든 박사는 이어 2013년 비만 쌍둥이의 분변을 주입받은 쥐가 마른 쌍둥이의 분변을 주입받은 쥐보다 빨리 지방이 증가해 비만이 되는 것을 확인한 연구 결과를 사이언스에 발표했습니다. 제프리 고든 박사의 연구 결과들은 장내 마이크로바이옴이 비만과 밀접한 관계를 가지고 있다는 것을 알게 해 줬고, 사람들에게 큰 반향을 일으켰습니다. 전문가들은 모든 질병의 90% 이상이 마이크로바이옴과 관련이 있다고 보고 있습니다.

글로벌 마이크로바이옴 시장 전망.(자료=과학기술정보통신부)

과학기술정보통신부에 따르면 글로벌 마이크로바이옴 시장은 2019년 811억 달러에서 연평균 7.6%로 성장해 2023년 약 1087억 달러 규모로 성장할 것으로 예상됩니다. 식음료(F&B) 부문이 글로벌 마이크로바이옴 전체 시장의 약 92%를 차지하고 있으며, 헬스케어 부문은 약 7%의 정도의 시장을 형성하고 있습니다. 과거에는 식품과 건강기능식품에 주목한 네슬레(스위스), 다논(프랑스), 뒤퐁(미국) 등 식품기업들이 마이크로바이옴에 투자를 했다면 최근에는 치료제 개발에 대한 기대감으로 신약개발에 뛰어드는 기업들이 증가하고 있습니다.

실제로 암 등 다양한 질환에 치료제로서의 가능성이 부각되면서 혁신신약 분야에서 마이크로바이옴은 블루오션으로 떠오르고 있습니다. 제약사와 바이오벤처를 중심으로 관련 연구들이 진행되고 있어, 마이크로바이옴 기반 신약개발 등 기술 발전이 이뤄지면 마이크로바이옴을 중심으로 하는 개인 맞춤형 헬스케어 시장이 구축되고 확대될 것으로 예상됩니다. 시장성과 혁신치료제의 가능성에 글로벌 기업들과 국내외 기업들은 치료제 개발에 적극적인 투자를 단행하며 시장 선점을 위한 치열한 경쟁을 펼치고 있습니다. 식품의약품안전처에 따르면 세계적으로 개발 중인 마이크로바이옴 치료제는 204개에 달하고, 미국과 영국 등에서 5개 품목이 임상 3상을 진행하고 있습니다.

세레스 테라퓨틱스 마이크로바이옴 신약 파이프라인.(자료=세레스 테라퓨틱스 홈페이지)

이 중 미국 세레스 테라퓨틱스는 세계에서 가장 먼저 마이크로바이옴 치료제를 출시할 것으로 기대를 모으고 있습니다. 클로스트리듐 디피실 감염증(CDI) 치료제 임상 3상에 성공해 내년 중 최초의 마이크로바이옴 신약을 출시할 계획입니다. 글로벌 제약사들도 마이크로바이옴 치료제 개발에 한창입니다. 존슨앤드존슨(미국)은 2015년 인간 마이크로바이옴 연구소를 설립해 폐암과 당뇨병 치료제 등을, 화이자(미국)는 비만 및 대사 장애 마이크로바이옴 치료제를 각각 개발 중입니다. 아스트라제네카(영국)는 면역항암제 효능을 높이기 위해 마이크로바이옴 치료제를, 다케다(일본)는 염증성 장 질환과 크론병 치료제 등을 각각 만들고 있습니다.

고바이오랩 마이크로바이옴 신약 파이프라인.(자료=고바이오랩)

국내 마이크로바이옴 신약 개발 대표 기업으로는 고바이오랩(348150), 지놈앤컴퍼니(314130), CJ(001040)바이오사이언스 등이 꼽힙니다. 고바이오랩은 건선 및 염증성 장 질환을 적응증으로 하는 ‘KBL697’이 임상 2상 단계에 있으며, 천식·아토피피부염 치료제 ‘KBL693’은 임상 1상을 진행 중입니다. 지놈앤컴퍼니는 위암과 담도암을 적응증으로 하는 ‘GEN-001’이 임상 2상이 진입했고, 자폐증 치료제 ‘SB-121’은 임상 1상을 진행 중입니다. CJ바이오사이언스는 면역항암제와 염증성 장 질환 치료제를 개발 중인데, 전임상 단계를 밟고 있습니다.

이 외에도 쎌바이오텍(049960)은 단백질 합성 유산균 치료제 개발을 진행하고 있고, 비피도는 마이크로바이옴을 활용한 류머티즘 치료제를 개발 중입니다. 2014년 설립된 엠디헬스케어는 암, 염증, 대사질환 치료제 등을 개발 중입니다. 포자-마이크로바이옴 장 전달 기술을 보유한 기업 제노포커스(187420)는 노인성 습성 황반변성 치료제와 염증성 장 질환 치료제 전임상을 진행 중입니다.