미생물로 질병 치료…제약사 '마이크로바이옴' 선점경쟁

[이데일리 문승용 기자]

[이데일리 강경훈 기자] 유산균·프로바이오틱스에 이어 ‘마이크로바이옴’(microbiome·인체 공생 미생물)에 대한 관심에 쏠리면서 제약·바이오 업계에서 관련 기술 선점을 위한 경쟁이 치열해지고 있다. 마이크로바이옴이 비만·당뇨병 등 내분비질환을 비롯해 우울증·치매 등 정신질환, 심지어 암과의 연관성까지 밝혀지면서 향후 활용범위가 무궁무진할 것으로 예상된다.

7일 업계에 따르면 마이크로바이옴 관련 글로벌 시장 규모가 매년 20% 이상 성장, 오는 2025년에는 9억달러(약 1조원)에 달할 전망이다. 우리 몸에 사는 미생물인 마이크로바이옴은 인체 내에 약 100조개가 존재한다. 이는 세포 수의 10배에 달하고, 몸무게의 최대 3%를 차지한다. 이들이 가진 유전자 수는 인간 유전자보다 150배나 많다. 입·코·배꼽·피부·생식기 등에서 발견되지만 95% 이상은 장에 산다.

유산균은 당분을 분해해 젖산을 만드는 세균, 프로바이오틱스는 건강에 도움이 되는 미생물을 말한다. 마이크로바이옴은 이들보다 범위가 훨씬 넓다. 황혜진 천랩 이사는 “유산균이 장 건강에 도움이 되지만, 그동안 유산균의 어떤 유전자 부위가 질병과 관련이 있는지는 알 수 없었다”며 “최근에 유전자 염기서열분석법이 발달하면서 유산균의 유전정보를 분석, 질병 치료와 관리에 더 적극적으로 이용할 수 있게 됐다”고 말했다.

미생물의 염기서열 분석으로 질병과 미생물간 관계를 밝히는 연구도 활발해지고 있다. 이 덕에 염증성 장질환과 당뇨병, 바이러스감염질환, 치매, 아토피 피부염, 난임, 우울증 등 각종 질병이 몸 속 미생물과 연관 있다는 사실이 계속 밝혀지고 있다. 박한수 지놈앤컴퍼니 대표는 “유해균과 유익균의 균형이 깨져 유해균의 비율이 높아질 경우 면역시스템이 망가진다”며 “유익균을 늘려 균형을 맞추는 게 마이크로바이옴을 이용한 질병치료의 개념”이라고 말했다.

마이크로바이옴에 대한 관심이 커지면서 관련 사업에 뛰어드는 업체들도 늘고 있다. 제약사 중 가장 활발하게 마이크로바이옴 사업화를 추진하는 곳은 일동제약(249420)이다. 일동제약은 6000종 이상 미생물 샘플을 확보, 아토피 개선과 피부 주름개선, 콜레스테롤 개선, 치매예방물질 생성 등 다양한 분야에서 마이크로바이옴을 연구 중이다. 지난해에는 바이오벤처인 천랩과 공동으로 신약연구소도 설립했다. 일동제약 관계자는 “아직 공개하기에는 이르지만 연구가 상당히 진척된 상황”이라고 말했다.

일동제약과 협력하는 바이오벤처인 천랩은 생명정보기술을 기반으로 마이크로바이옴의 유전체 염기서열 분석에 특화한 업체다. 천랩은 8만종 이상의 미생물 염기서열 정보를 자체적으로 확보했다. 황혜진 천랩 이사는 “미생물의 특성을 나타내는 핵심 염기서열 정보를 보유했다”이라며 “지난해 천랩의 데이터베이스를 인용한 논문이 전세계에서 6000건 이상 발표됐다”고 말했다.

마이크로바이옴을 활용한 의약품 사업화에 직접 뛰어든 업체도 있다. 쎌바이오텍(049960)은 마이크로바이옴을 이용한 대장암 치료제를 개발 중이다. 쎌바이오텍 관계자는 “대장암을 치료하는 단백질을 마이크로바이옴을 통해 전달, 기존 항암제의 부작용과 경제적 부담을 줄이면서도 효율성은 높이는 방식”이라며 “동물실험에서 암세포 성장을 억제하는 효과를 확인했으며 연내 임상시험에 진입하는 게 목표”라고 말했다.

바이오벤처인 지놈앤컴퍼니 역시 마이크로바이옴을 활용, 면역력을 높이는 항암제를 개발하고 있다. 박한수 대표는 “유익균이 줄면 면역력이 감소해 항암제 효과도 떨어진다”며 “유익균을 늘려 항암제의 치료 효과를 높이는 방식의 치료제를 개발 중”이라고 말했다. 이와 유사한 개념의 치료제를 개발하는 미국 업체는 이미 임상1상에 돌입한 상황이다. 지놈앤컴퍼니는 미국 현지에서 임상시험을 진행하기 위해 준비 중이다.

성운파마코피아는 산모의 질에서 채취한 168종의 마이크로바이옴을 이용해 비만·당뇨병·뇌졸중·질염·아토피 피부염·치주염 등 다양한 치료제를 개발 중이다. 뇌졸중 치료제는 지난달 중소벤처기업부로부터 정부 과제로 선정, 동물실험에 필요한 연구비를 지원받게 됐다. 정인화 성운파마코피아 대표는 “마이크로바이옴 치료제는 존슨앤드존슨·노바티스 등 글로벌 제약사들도 자체 연구나 인수·합병에 뛰어들 만큼 성장 가능성이 큰 분야”라며 “미국은 오바마 정부 때부터 수조원의 예산을 투입했을 만큼 마이크로바이옴 분야를 선점하기 위한 글로벌 경쟁이 치열하다”고 말했다.