코아스템켐온 분기보고서 (2024.09)
4. 산업현황 및 보유기술(상세)

☞ 본문 위치로 이동1. 바이오의약품사업부

(1)제약산업으로서 줄기세포치료제 산업의 특징

첨단바이오의약품은 세포치료제, 유전자치료제, 조직공학제제, 첨단바이오 융복합제제, 그 밖에 세포나 조직 또는 유전물질을 등을 함유하는 의약품으로 구분됩니다.

[첨단바이오의약품의 분류]

구 분	설 명	예 시

세포치료제	세포를 체외에서 배양ㆍ증식하거나 선별하는 등 물리적, 화학적 또는 생물학적 방법으로 조작하여 제조한 의약품 (단순분리, 세척, 냉동, 해동 등만을 하는 경우는 제외)	체세포치료제
줄기세포치료제

유전자치료제	유전물질의 발현에 영향을 주기 위하여 투여하는 것으로서 유전물질을 함유한 의약품 또는 유전물질이 변형ㆍ도입된 세포를 함유한 의약품	Car-T

조직공학제제	조직의 재생, 복원 또는 대체 등을 목적으로 사람 또는 동물의 살아 있는 세포나 조직에 공학기술을 적용하여 제조한 의약품	-

첨단바이오융복합제제	세포치료제, 유전자치료제, 조직공학제제와 「의료기기법」 제2조제1항에 따른 의료기기가 물리적ㆍ화학적으로 결합(융합, 복합, 조합 등을 포함한다)하여 이루어진 의약품	-

(출처: 첨단재생의료 및 첨단바이오의약품 안전 및 지원에 관한 법률)

바이오의약품 전체로 확대하면 바이오시밀러 및 바이오베터는 우리나라에 도전의 기회를 넘어 글로벌 시장을 선도하고 있으며, 특히 줄기세포치료제는 글로벌 시장을 선도할 수 있는 경쟁력이 마련되어 가고 있습니다. 첨단바이오의약품인 세포치료제는 기존 바이오신약 및 바이오시밀러 또는 바이오베터와는 완전히 다른 새로운 약으로서, 현재 국내외 규제기관에서 첨단바이오의약품으로 분류하여 심사하고 있으며, 시장에서 매우 초기에 속하지만 가능성 면에서는 잠재력이 매우 큰 분야라고 할 수 있습니다. 특히 질병 치료의 패러다임이 개인 맞춤형 치료로 전환되는 추세와 함께 미래 난치성 질환의 치료를 위한 핵심 의약품이 될 것으로 예상됩니다.

세포치료제는 살아있는 세포를 체외에서 배양ㆍ증식, 선별하는 등 물리적, 화학적, 생물학적 방법으로 조작하여 제조하는 의약품을 말하며, 면역세포치료제, 조직세포치료제, 줄기세포치료제 등이 있습니다. 기존의 제제가 단일 또는 특정 기전을 타깃으로 하기 때문에, 다양한 원인에 의해 발병하고 병리기전이 복합적으로 결합되어 있는 퇴행성질환이나 면역질환에 좋은 효과를 보이지 못하고 있는 반면, 세포치료제는 질환에 복합적으로 작용하는 기전을 가지고 있어 난치성 질환에 대한 차세대 치료제로서 기대를 받고 있습니다.

줄기세포(stem cell)는 조직분화 과정에서 볼 수 있는 미분화 세포로 인체를 구성하는 다양한 조직으로 분화 가능한 세포를 말합니다. 그 밖에도 체내에서 병소 부위로 이동하는 성질(homing effect), 다양한 인자 분비능(paracrine effect)을 가지고 있어 손상된 신체 부위의 재생 또는 다양하고 복잡한 발병기전을 가진 질환의 치료에 적합하여 현재 치료제가 없는 난치성 질환의 치료에 대한 가능성이 높은 새로운 대안으로서 각광을 받고 있습니다. 다양한 종류의 줄기세포 중 성체줄기세포는 골수, 말초혈액, 신경, 근육, 지방, 간, 피부, 제대혈 등에서 쉽게 얻을 수 있어 윤리적 문제가 없으며, 면역거부반응이나 종양 형성 위험성이 적은 장점을 갖고 있습니다. 이와 같은 이유로 현재 임상에서 사용하는 줄기세포 중 가장 많은 부분이 성체줄기세포이며, 당분간 성체줄기세포 기반의 줄기세포치료제가 시장에서 주력이 될 것으로 예상됩니다.

[줄기세포 분류 및 장단점]

분화능	분리
세포	확립방식	장점	단점

만능성
줄기
세포	배아
줄기
세포	배반포기 배아	ㆍ확립이 비교적 수월
ㆍ미국 임상 허용	ㆍ윤리문제(배아 사용)
ㆍ면역거부반응
ㆍ암 유발 가능성

체세포 핵이식	ㆍ대량생산 가능
ㆍ면역거부반응 없음	ㆍ윤리문제(난자 사용)
ㆍ암 유발
ㆍ인간복제 가능성

유도만능
줄기세포
(체세포 역분화)	ㆍ윤리적 문제 극복 (난자 사용X)
ㆍ면역거부반응 없음
ㆍ환자 맞춤형 가능	ㆍ암 유발 가능성
ㆍ외래 유전자 도입의 안전성 검증

다능성
줄기
세포	성체
줄기
세포	골수, 태반,
제대혈 등에서
직접 분리	ㆍ배아, 난자 사용의 윤리문제 없음
ㆍ면역거부반응 가능성 적음	ㆍ대량 생산 어려움
ㆍ자가가 아닐 경우 면역 거부반응
ㆍ다양한 장기 세포로 만드는데 한계

(출처: 생명공학정책연구센터 2013)

■ 과학기반, 연구집약적: 줄기세포치료제 산업은 기초과학연구의 결과가 산업적 성과와 긴밀하게 연계되는 과학기반 산업이라는 점과 연구집약적인 특성은 일반적인 제약산업과 유사합니다. 한국바이오협회 바이오경제연구센터에 따르면, 2021년 기준 전 세계적으로 1,320건의 재생의료(첨단바이오의약품) 임상이 이루어지고 있으며 그 중 158건(12%)이 3상 진행 중에 있으며, 2021년 기준 미국, 유럽, 중국 전역에서 6개의 재생의료 관련 신약이 승인되었으며, 2022년에는 5개의 재생의약품이 미국 FDA로부터 신규 허가되어 2023년 현재 총 27개의 재생의약품이 FDA 허가되었습니다. 국내에서는 2020.8.28.부터 첨단재생바이오법 시행에 따라 자진취하한 1개 품목을 제외한 기허가된 세포치료제 전체 품목(15개)이 2021년에 첨단바이오의약품으로서 재허가를 받았으며, 유전자치료제로는 총 3품목이 2021년도에 첨단바이오의약품으로 신규 허가되었습니다. 코로나19에도 불구하고 2020년 재생의료 (첨단바이오의약품)산업은 큰 폭으로 성장하였으며, iPSC, 유전자 편집, 동종이계 세포 면역치료 등의 분야에서 성과가 이루어지고 있습니다. 또한, 미국, 유럽 등 선진국 규제기관에서는 첨단바이오의약품의 신속한 인허가 절차를 지원하는 패스트트랙제도를 활성화하여 기업의 연구개발을 지원하고 있으며, 첨단바이오의약품의 개발과 생산을 지원하기 위한 위탁개발생산기업(CDMO)들도 대폭 투자를 확대하고 있습니다. (글로벌 첨단바이오의약품 산업 동향, 2020) (숫자로 본 2021년 글로벌 재생의료 산업 현황, 2021)

■ 개발 리스크와 고부가가치: 줄기세포치료제는 현재 치료제가 없는 난치성 질환에 대한 미충족수요(unmet medical needs)를 해결할 새로운 치료 대안으로서 대두되고 있습니다. 따라서 시장에서 다른 치료제와의 경쟁이 없거나 매우 적을 것으로 예상되어 일반적인 신약에 비해 개발 리스크는 낮은 특징이 있습니다.

■ 정부지원정책: 줄기세포분야는 여러 동향분석ㆍ예측 전문기관에서 향후 경제적ㆍ기술적 파급효과가 큰 미래유망기술로 내다보고 있으며, 각국 정부에서도 차세대 성장동력으로 선정하여 R 지원이 활발하게 이루어지고 있습니다. 대한민국은 정부가 줄기세포 지원정책을 가장 적극적으로 수행하고 있는 국가입니다. 'Pharma Korea 2020 비전기획단'에서 발표한 한국 제약산업의 비전과 로드맵에 관한 자료에서 줄기세포 분야는 시장성 측면에서 우선순위가 높고 기술적 접근이 유망한 분야로서 한국 제약산업의 미래를 주도할 혁신제품 과제 중의 하나로 선정되었습니다.

줄기세포에 대한 중요성 인식과 정책적 지원은 2006년부터 과학기술부(현 교육부) 주관으로 범정부 차원에서 수립된 '줄기세포연구 종합추진계획'의 연장선상에 있으며 관계부처(과학기술정보통신부, 교육부, 농림축산식품부, 산업통상자원부, 보건복지부, 식품의약품안전처)는 종합추진계획에 따라 줄기세포연구의 연차별 시행 계획을 수립하고 이를 시행하고 있습니다. 정부는 우리나라의 줄기세포ㆍ재생의료 기술 수준이 세계 상위 7~8위권으로 세계 수준과의 격차가 크지 않아, 정부의 투자가 효율적으로 뒷받침될 경우 세계 최상위권의 경쟁력을 확보할 것으로 전망하며, 줄기세포 분야에 대하여 다양한 방식으로 지원을 하고 있습니다.

최근 정부는 첨단재생의료 및 첨단바이오의약품 안전 및 지원에 관한 법률 및 하위 법령 규정을 마련하여 국가 책임에 따라 절박한 희귀난치 질환자에 새로운 치료기회를 제공함과 동시에 빠르게 성장하고 있는 재생의료 시장에서 줄기세포등을 활용한 첨단재생의료와 첨단바이오의약품에 대한 전주기 안전관리체계 및 기술발전의 토대를 마련하는 등 적극적인 노력을 하고 있으며, 2024년 2월 1일 세포치료, 유전자치료등 첨단재생의료의 치료기회를 확대하는 ‘첨단재생의료 및 첨단바이오의약품 안전 및 지원에 관한 법률’ 개정안이 국회 본회의를 통과함으로써 줄기세포를 포함한 첨단재생 산업전반에 걸쳐 도약할 것으로 기대하고 있습니다. ■ 산업ㆍ조직적 특성: 현재 줄기세포치료제는 대부분 바이오벤처기업들에 의해 개발 및 상용화가 진행되고 있으며, 글로벌 빅파마들이 직접 시장에 참여하지 않고 있는 상황입니다. 이는 기존의 빅파마들은 살아있는 세포를 제품화해 본 경험이 없고, 줄기세포치료제의 개발에 가장 중요한 제조공정기술과 환자로부터 생산 그리고 투약까지의 공급망관리에 대한 노하우가 없기 때문입니다. 이런 부분은 단순히 자본력으로 해결되는 역량이 아니므로, 다른 바이오의약품 분야와 달리 빅파마들이 쉽게 시장에 직접 뛰어들지 못하는 요인으로 판단됩니다. 향후에는 기존의 줄기세포치료제 상업화에 성공한 회사들이 사업영역을 확장해 나가면서 기존 제약사로의 기술이전 및 기업 인수합병이 이루어지면서 빅파마들이 이 시장에 진출하게 될 것으로 예상되며, 최근 글로벌 제약사 및 기존 제약사들이 줄기세포에 대한 기술과 노하우를 상용화하는 회사와 공동연구 또는 투자ㆍ인수 형태로 진입하는 사례들이 나타나고 있습니다. 줄기세포치료제 분야는 아직 산업적 인프라가 충분히 갖춰지지 않아서, 개발 및 상업화를 위한 전주기적 요소기술을 포괄적으로 보유한 회사만이 현재로서는 성공적으로 약을 개발할 수 있습니다. 당사는 연구개발에서 제조판매까지 상업화에 필요한 모든 요소기술을 보유하고 있습니다.

■ 엄격한 규제: 우리나라, 미국과 유럽 등 주요국가에서 줄기세포치료제는 의약품으로 구분되어 식약처의 신약허가 절차에 따라 품목허가를 받고, 허가 후 관리를 받게 됩니다. 또한 시판 시 허가-특허 연계에 따른 후발주자 판매금지, 생명윤리법에 따른 규제도 함께 적용 받아야 하는 특수성이 있으며 보험 약가를 받기 위해서는 경제성평가 및 보험급여등재신청 절차를 진행해야 합니다. 따라서 다른 산업분야에 비해 연구(기초연구, 비임상시험 및 임상시험)에 소요되는 개발기간(약 8~10년)을 준수해야 하는 제약조건이 많은 반면, 최초 개발 성공시에는 진입장벽이 높아 제품의 독점적 지위를 누릴 수 있습니다. (2) 시장 규모 및 전망

줄기세포치료제를 포함하는 재생의료 분야는 전세계에서 매우 활발히 연구되고 있는 분야입니다. 2024년1분기 Alliance for Regenerative Medicine (ARM) 자료에 따르면 전 세계 세포유전자치료제 개발기업은 2,848개사로 꾸준히 증가하는 추세입니다. 이중 42.9%인1,222개사가 북미 지역에 소재하고 있으며 아시아태평양 지역972개사, 유럽561개사, 기타 지역93개사 순으로 위치해 있음을 알 수 있습니다.

(출처: ARM, Developer Data - 2024. Q1)

재생의료진흥재단에서 발간한 ‘재생의료분야 글로벌 시장 동향’ 보고서에 따르면, 글로벌 재생의료 시장은 2015년 약 1조2752억원에서 2020년 약 10조3986억원으로 연간 54.1% 성장했습니다. 세포조직공학치료제의 경우, 2015년 약 6711억원에서 2020년 약 7조7397억원으로 연간 65.6% 성장한 것으로 나타났으며, 오는 2025년까지는 연평균 24.5%로 약 23조1792억원, 오는 2030년까지는 연평균 11.2%로 약 39조4113억원까지 성장이 예상되고 있습니다. 세포치료제의 경우, 2017년 약 1099억원에서 2020년 약 1조 2966억원으로 연간 127% 성장한 것으로 나타났으며, 오는 2025년까지 연평균 22.4%로 약 3조 5614억원, 오는 2030년까지 연평균 13.5%로 약 6조 7001억원까지 성장이 예상되고 있습니다.

(출처: 재생의료재단)

2. 비임상CRO사업부(1) 비임상CRO의 정의 및 개념

의약 산업 분야(첨단바이오의약품 분야 포함) 수탁 전문기업은 비임상시험 전문 수탁기업(CRO, Contract Research Organization), 임상시험 전문 수탁기업(CRO), 의약품 위탁 개발 및 제조 기업(CDMO, Contract Development Manufacturing Organization)의 영역을 가지고 있습니다. 이 중 비임상 CRO는 신약 개발 단계에서 hit/lead 물질을 통한 후보물질 선정 및 개발물질에 대한 효능과 효과를 평가하는 유효성 평가, 위해성을 평가하는 안전성 평가 및 약물에 대한 대사를 분석하는 약물 대사 및 약물동태학(DMPK, Drug Metabolism and Pharmacokinetics) 부분에 대한 연구개발 용역을 제공하는 전문성이 강조되는 지식집약적 산업을 말합니다.

출처 : 백신실용화기술개발사업단 뉴스레터 제4호, 2023.01

(2) 비임상CRO 사업의 성장성

국내외적으로 비임상시험 산업은 꾸준한 성장세와 높은 관심을 받고 있는 산업입니다. 비임상시험 산업의 발전은 신약개발 산업의 팽창과 비임상시험을 대행해주는 CRO 산업의 급격한 성장에 기인하여, 국내외 비임상 CRO 시장 규모는 2019년 142.8억 달러에서 2024년 229.1억 달러로 연평균 7.7% 성장할 것으로 전망됩니다. 이토록 비임상 CRO 산업이 급격한 성장세를 보이는 원인은 신약개발의 비용 증가, 다양한 질병에 대한 실험의 복잡성, CRO 기업의 서비스 기술범위 확대, 투자에 대한 기업의 성과 부담감 및 다양한 국가의 규제와 전문지식을 통한 서비스 때문입니다.

출처 : Frost Sullivan, Global CRO Market Forecast to 2024, 2019.11 / 생명공학정책연구센터, 2020.01

꾸준한 성장세를 보이는 비임상 CRO 산업은 미국이 40%, 유럽이 32%, 아시아가 21%, 그 밖의 국가들이 약 10% 내외의 점유율을 보유하고 있습니다. 글로벌 Top 3인 Charles River, Wuxi AppTec 및 LabCorp이 비임상시험 산업을 대표하고 있으며, 국내의 경우 2000년 초반에 설립된 자사와 ㈜바이오톡스텍 및 안전성평가연구소가 대표적입니다. 국내 비임상 CRO 산업은 해외와 규모 면에서 상당한 차이를 보이고 있으나, 식품의약품안전처의 의약품과 의료기기, 환경부의 화학물질, 농림축산부의 농약은 OECD(Organization for Economic Cooperation and Development), GLP(Good Laboratory Practice) 준수를 통해 38개 OECD 가입국에서 통용되고 있습니다. OECD 상호방문평가는 국내의 경우, 2000년 초반 안전성평가연구소를 시작으로 수행되었으며, 2022년 11월에는 자사 또한 OECD 상호방문평가 기업으로서 GLP 제도에 대한 준수 모니터링 프로그램(Compliance Monitoring Program)을 받기도 하였습니다.

비임상CRO의 주요 역할

- 약리학 및 독성학 연구 : 신약 후보물질의 생리학적 효과와 독성을 평가

- 약동학 및 약력학 연구 : 신약의 흡수, 분포, 대사, 배설 과정과 약물 작용 메커니즘 연구

- 동물 모델 실험 : 다양한 동물 모델을 사용해 약물의 안전성과 효능을 검증

- 규제 및 허가 지원 : 각국 규제 기관의 승인 절차를 지원하기 위해 필요한 데이터 제공

비임상CRO 사업의 성장성 요인

비임상CRO 사업의 성장성은 여러 요인들에 의해 크게 좌우되며, 아래는 주요 성장 요인들입니다.

- 신약 개발 수요 증가

글로벌 제약 산업의 확장과 더불어 신약 개발에 대한 지속적인 수요 증가는 비임상CRO에 대한 수요를 증가시킴

고령화 사회와 만성 질환의 증가로 인해 새로운 치료제 개발 필요성이 높아지고 있음

- 비용 절감 및 효율성

제약사들은 R 비용을 절감하고 효율성을 높이기 위해 비임상 연구를 외부 CRO에 아웃소싱

전문 CRO는 최신 기술과 인프라를 보유하고 있어, 제약사들이 자체적으로 수행하는 것보다 더 빠르고 효율적으로 연구를 진행

- 기술 발전

인공지능(AI), 머신러닝, 고성능 컴퓨팅 등 기술 발전은 비임상 연구의 정확성과 효율성을 크게 향상시킴

유전자 분석 기술과 정밀 의학의 발전은 개인 맞춤형 치료제 개발을 가능하게 하여 비임상CRO의 중요성을 더욱 부각

- 규제 강화

각국의 의약품 규제가 강화됨에 따라, 규제 요구사항을 충족시키기 위해 전문 CRO의 도움을 받는 것이 필수

글로벌 제약사들은 다양한 국가의 규제 요구사항에 대응하기 위해 비임상CRO와의 협력을 확대

- 시장 확장

아시아, 중남미 등 신흥 시장에서의 제약 산업 성장과 함께 비임상CRO에 대한 수요가 증가

다양한 치료 분야로의 연구 범위 확장도 비임상CRO 사업의 성장을 촉진

- 전략적 파트너십 및 인수합병?

주요 CRO 기업들은 인수합병을 통해 서비스 포트폴리오를 다각화하고 글로벌 시장에서의 입지를 강화

제약사와 CRO 간의 장기적이고 전략적인 파트너십이 증가하면서 안정적인 수익 구조가 형성

이와 같은 요인들로 인해 비임상 CRO 사업은 향후에도 지속적인 성장이 예상됩니다. 특히, 신약 개발의 초기 단계에서의 비임상 연구는 신약의 성공 여부를 결정짓는 중요한 요소로, 비임상 CRO의 역할과 중요성은 더욱 커질 것입니다.

(3) 국내외 비임상 CRO 기술동향

신약 개발은 투자의 확대, 빅데이터, AI 등 4차 산업혁명 기술 확대로 데이터 수집 및 분석이 용이해지고 있으나, 천문학적인 비용과 낮은 성공 확률로 인해 제약회사가 독자적으로 진행하기 어렵습니다. 이러한 이유로 협업 사례가 많아지고 신약 개발 효율화가 기대되면서 CRO 산업의 폭발적인 성장과 더불어, 세분화 및 전문화된 기술의 계속된 수요로 인해 신성장 서비스 산업으로 발전하고 있습니다.

비임상 CRO는 규제 법률/고시에 적합하고 가이드라인을 근거로 의약품 개발 동향에 따른 평가법을 검토하여 개발물질의 특성에 적합한 서비스를 제공하고 있습니다. 이를 위해 국내외 비임상 CRO 기업은 일관성 있고 반복성 있는 데이터가 안정적으로 생산될 수 있도록 신뢰도가 높은 시스템을 준비하고 있으며, 문서화 시스템, 선진화된 과학적 평가기법의 적용, 정확도가 높고 의존도가 높은 평가 결과의 도출은 물론 약물의 본질을 잘 설명할 수 있는 결과를 객관적으로 도출하기 위한 준비를 하고 있습니다.

출처 : Brazilian Journal of Medical and Biological Research (2016) 49(12): e5646

(4) 비임상CRO 산업의 특성

산업의 특성	세 부 내 용

전문성 및 기술력	비임상CRO는 약리학, 독성학, 약동학 및 약력학학, 동물 모델 실험 등 다양한 연구 분야에서 높은 전문성과 기술력을 보유
최신 기술과 첨단 장비를 활용하여 신약 후보물질의 안전성과 효능을 평가하고고, 규제 기관의 요구사항을 충족시키기 위해 필요한 데이터를 제공공

규제 준수 및 품질 관리	비임상CRO는 각국의 의약품 규제 요구사항을 철저히 준수하며, 연구 과정에서 높은 수준의 품질 관리를 유지지
GLP(Good Laboratory Practice) 등의 국제 표준을 따르며, 데이터의 정확성과 신뢰성을 확보

유연성 및 효율성	제약사들이 자체적으로 연구를 수행하는 것보다 더 빠르고 효율적으로 비임상 연구를 진행할 수 있도록 지원원
다양한 프로젝트를 동시에 처리할 수 있는 유연성을 갖추고 있으며며, 급변하는 연구 요구사항에 신속하게 대응

비용 절감	제약사들은 R 비용을 절감하고, 내부 자원을 보다 효율적으로 활용하기 위해 비임상 연구를 외부부 CRO에 아웃소싱
비임상CRO는 규모의 경제를 통해 비용 효율적인 연구 서비스를 제공

글로벌 네트워크	비임상CRO는 전 세계에 걸쳐 네트워크를 구축하고 있어, 글로벌 제약사들이 다양한 국가에서 요구하는 규제에 대응할 수 있도록 지원원
각 지역의 규제 기관과 협력하여여, 신속한 승인 절차를 지원

R 파트너십	제약사와의 긴밀한 협력 관계를 통해해, 신약 개발의 초기 단계부터 상업화 단계까지 전 과정을 지원
장기적인 파트너십을 통해해, 제약사들의 전략적 목표 달성 지원

데이터 관리 및 분석	방대한 양의 데이터를 관리하고 분석하는 능력을 갖추고 있어어, 신약 개발 과정에서 중요한 의사결정을 지원
인공지능(AI), 머신러닝 등의 첨단 기술을 활용하여 데이터 분석의 정확성과 효율성을 높임