장속 미생물로 면역질환·대사질환 치료한다

온라인 중앙일보

입력 2015.08.18 15:42

전 세계의 시선이 ‘바이오산업’으로 향하고 있다. 주요 선진국은 이미 바이오산업을 미래 먹거리 산업으로 규정, 시장을 넓혀 나가고 있다. 우리나라도 마찬가지. 의약품 분야는 물론 식품, 화학, 환경, 에너지 등 다양한 분야에 투자를 확대하는 중이다. 전 세계 바이오산업 시장규모는 2000억 달러 이상인 것으로 추정된다. 매년 10%가 넘는 고공성장을 기록 중이다.

바이오산업의 성패는 첨단기술의 개발에 있다고 해도 과언이 아니다. 본지는 최근 생명공학정책연구센터가 선정한 바이오헬스 10대 미래유망기술을 10회에 걸쳐 소개한다.

[바이오 10대 유망기술] ④개인 맞춤형 ‘마이크로바이옴’

#. 자가면역질환을 앓고 있는 여고생 조민혜(가명·18)양. 방과 후 친구들과 학교 앞 분식점에서 떡볶이를 먹고 수다를 떠는 평범한 일상은 조양에게 꿈같은 일이었다. 조금이라도 몸이 좋지 않은 날엔 꼼짝없이 집과 병원만 오가야 했기 때문이다. 그러나 마이크로바이옴 기술을 이용한 검사와 치료를 받은 후엔 매일이 감사하고 기쁠 따름이다. 마이크로바이옴 검사결과, 조양의 대장 속에 존재하는 미생물 군집이 면역체계 형성을 방해하고 있다는 것이 확인됐고, 하루 한 번 마이크로바이옴 치료제 복용만으로 질환이 개선된 것이다. 몸 상태가 부쩍 좋아지면서 조양은 드디어 염원하던 ‘평범함’을 되찾을 수 있었다.

▲개인 맞춤형 마이크로바이옴의 활용방안 <그래픽=생명공학정책연구센터>

가상의 이야기지만 ‘마이크로바이옴’ 기술은 이같은 상상을 현실로 만들 수 있다.

마이크로바이옴이란 인체에 공생하는 미생물 군집을 뜻한다. 이 미생물 군집은 개개인에 따라 특이적 다양성을 가지는데, 인체와의 상호작용을 규명하면 특정 질환을 타깃으로 한 치료가 가능해질 거란 전망이다.

특히, 장내에 주로 자리 잡고 있는 미생물 군집이 연구대상이다. 관련 기술이 상용화될 경우 대사질환과 면역질환을 극복할 수 있을 것으로 보고 있다.

마이크로바이옴 조절을 통한 질환치료는 오는 2025년쯤 가능할 것으로 예상된다. 그 전까지 마이크로바이옴 분포 다양성을 분석하고, 개인 맞춤형 마이크로바이옴 연구모델과 연관질환 모델을 개발해야 한다는 전제조건이 붙는다.

구체적으로는 인체 공생 바이크로바이옴 확보 및 분석기술, 개인 맞춤형 인체 유사 마이크로바이옴 연구모델 개발, 질환 연관 마이크로바이옴의 인체 반응기전 연구 등의 기술이 필요하다. 아직까진 마이크로바이옴을 활용한 표적 치료법 연구는 미미한 상태다.

다만 대사질환 및 면역질환과 관련한 광범위한 치료시장에 파급효과를 가질 것이며, 경제적 효과와 산업적 응용이 가능할 것으로 예상된다.

시장조사업체 ‘Markets and Markets’에 따르면 마이크로바이옴 시장규모는 2019년 2억9000만 달러에 이를 것으로 전망된다.

이미 미국은 인체-마이크로바이옴 군집조사(Human Microbiome Project, HMP)에 지난 2012년까지 2000억원을 투입해 연구를 수행한 바 있다. 현재 2단계 연구가 추진 중이며, 인체 미생물 유전자 지도를 완성한 상태다.

유럽 역시 인간 장내 메타게놈 컨소시엄을 구성, 2007년부터 2012년까지 2200만 유로를 투자했다. 이미 장내 마이크로바이옴 유전자의 카탈로그를 완성하고, 장내 미생물과 인간의 질환간 연관관계를 연구하고 있다.

일본은 이에 앞선 지난 2007년 인체-마이크로바이옴 컨소시움을 구성, 장내 마이크로바이옴 게놈 해독을 통한 데이터베이스를 구축하고 있다. 또 중국, 유럽과 함께 Meta-GUT 프로젝트를 진행하고 있다.

반면 우리나라는 포스트게놈 다부처 유전체사업(2014~2021년)의 한 분야로 숙주-미생물 상호작용을 연구하고 있으나, 세계 수준의 경쟁력 확보를 위해선 투자확대가 절실하다는 지적이다.

더군다나 사업의 주요 연구분야가 프로바이오틱, 유전체, 감염기전 연구 등에 집중되고 있어 바이크로바이옴 조절을 통한 질환타깃 연구는 미비한 실정이다.

생명공학정책연구센터는 “마이크로바이옴 상호작용 연구는 개인의 건강과 질환간 직접적인 관련이 있다. 염증성 질환, 면역질환, 장질환, 당뇨, 천식 등 최근 급증하는 질환 치료를 위한 핵심 연구분야로 부상하고 있다”고 설명했다.

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김진구 기자 kim.jingu@jonngang.co.kr <저작권자 ⓒ 중앙일보헬스미디어 무단전재 및 재배포금지>

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