툴젠 분기보고서 (2022.03)
1. 사업의 개요

보고서 제출일 현재 당사는 유전자교정 연구개발 및 유전자교정 플랫폼 기술 기반 특허수익화 사업 및 치료제/동식물 제품 개발 등과 관련된 단일 사업부문을 영위하고 있으며, 동 사업부문의 요약 재무현황은 『Ⅲ. 재무에 관한 사항』을 참조하시기 바랍니다.

가. 사업의 개요

“Innovate Genome!”

당사는 유전자교정(유전자가위) 기술을 이용하여 인류에게 질병 없는 건강한 삶, 동식물의 육종을 통한 풍족한 삶을 만들어가는 목표를 가지고 있습니다.

유전자교정 기술은 CRISPR/Cas9의 개발로 인해 유전질환 및 암 등 치료제 개발, 유전자원 한계를 극복한 고부가가치 동식물 품종개량 등의 개발에 혁신을 일으킬 것으로 기대됩니다. 또한 2020년 노벨 화학상을 수상하면서 유전자교정 기술에 대한 산업의 관심이 높아졌고 다양한 산업에 적용하기 위한 연구개발이 전 세계에서 활발하게 일어나고 있습니다. 향후 유전자교정 기술이 발달함에 따라 건강, 웰니스/웰빙, 제로를 향한 혁신(Zero Trial/Error Models), 디지털 유전체, 기술 간의 연결 및 융합, 미래인프라 개발, 사회적 영향 등에 직접적인 영향을 줄 것이라고 예상되고 있습니다.

당사는 유전자교정 기술 개발에 있어 세계적 선도기업이며, 다양한 생명과학 관련 산업 분야에서 유전자교정 기술의 사업화를 수행하고 있습니다. 당사의 핵심기술인 유전자교정 플랫폼 기술은 세포 내에서 자유롭고 효율적인 유전정보 변화를 유도할 수 있습니다.

당사는 유전자교정을 가능하게 하는 핵심적 도구인 유전자가위의 발명과 세계적 수준의 기술 발전을 지속적으로 선도하여 왔습니다. 특히 당사는 ZFN(Zinc Finger Nuclease), TALEN(TAL Effector Nuclease), CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)/Cas9과 같은 3종의 유전자가위를 모두 개발한 세계 유일의 회사로, 이 중 최근 학계와 생명과학 산업계의 큰 주목을 받고 있는 CRISPR 유전자가위를 진핵세포에서 작동하는 것을 증명한 특허를 전 세계에서 가장 빠르게 출원하였으며, 세계 최초로 사업화하였습니다.

또한 당사는 CRISPR 유전자가위 원천특허를 보유하고 있는 아시아 유일 기업으로 주요 9개 국가(한국/미국/유럽/호주/중국/일본/싱가포르/인도/홍콩)에 원천특허가 등록되어 있습니 다. 보고서 제출일 기준 산업재산권(특허권 및 상표권)을 총 252건을 보유하고 있으며, 54건의 특허권, 2건의 실용신안, 50건의 상표권은 등록되었고, 146건은 출원 중인 특허권 입니다.

[ CRISPR 유전자가위 원천기술 특허 관련 등록/출원 현황 ]

원천특허 내용

Composition for Cleaving a Target DNA Comprising a Guide RNA Specific for the Target DNA and Cas Protein-Encoding Nucleic Acid or Cas Protein, and Use Thereof

국 가	등록/출원 현황	등록/승인 년월	등록/승인/출원	비 고

호주	등록/승인	2016.08	등록1건 / 승인 1건 / 출원 1건	-

한국	등록	2016.09	등록 5건 / 출원 1건	-

유럽(EU)	등록	2018.08	등록 2건 / 출원 2건	-

싱가포르	등록	2018.11	등록 2건 / 출원 1건	-

일본	등록	2019.04	등록 1건 / 출원 2건	-

중국	등록	2019.10	등록 3건 / 출원 5건	-

홍콩	등록	2020.08	등록 2건 / 출원 8건	-

미국	등록	2020.10	등록 1건 / 출원 2건 / Interference 2건	주2)

인도	등록	2021.04	등록 1건	-

캐나다	출원	-	출원 1건	-

브라질	출원	-	출원 2건	-

주1) 등록/승인 건이 다수일 경우 가장 빠른 날을 기재하였습니다.
주2) 미국에 출원된 4건의 특허 중 1건은 등록, 2건 출원(심사 中), 나머지 1건은 2020년 12월 Interference(저촉심사)가 개시되었습니다.

당사는 이러한 유전자교정 플랫폼 기술의 특허를 기반으로 특허수익화 사업(라이센스 매출)을 주력하고 있으며, 아래와 같이 다양한 기업들과 기술이전 계약을 체결하였습니다.

당사는 Monsanto, KeyGene, Thermo Fisher Scientific와 같은 글로벌 기업과의 계약 체결에 따른 판매처의 안정성뿐만 아니라, 18건의 기술이전 계약을 체결하며 판매처의 다양성을 확보하고 있습니다.

[ 유전자교정 플랫폼에 대한 기술이전 계약 체결 현황 ]

구 분	계약 상대방	계약 체결일	대상 지역	비 고

1	KeyGene N.V. (네덜란드)	2013.07.02	모든 국가	Non-exclusive

2	Thermo Fisher Scientific (미국)	2014.11.03	모든 국가	Non-exclusive

3	Monsanto Company (미국)	2017.08.10	모든 국가	Non-exclusive

4	㈜옵티팜	2018.05.01	한국	Non-exclusive

5	㈜오리엔트바이오, ㈜제니아	2018.09.19	한국	Non-exclusive

6	Ngene Therapeutics, Inc. (미국)	2018.12.19	모든 국가	Limited-exclusive

7	㈜엠케이바이오텍	2019.08.23	한국	Non-exclusive

8	㈜엔세이지	2019.11.29	모든 국가	Non-exclusive

9	㈜바이오앱	2020.02.03	한국	Non-exclusive

10	㈜엔세이지	2020.07.27	한국	Non-exclusive

11	지에이치바이오㈜	2020.11.27	한국	Non-exclusive

12	엔비엠㈜	2021.02.01	한국	Non-exclusive

13	㈜바이오니아	2021.03.19	모든 국가	Non-exclusive

14	㈜에스엘바이젠	2021.04.14	모든 국가	Non-exclusive

15	CARTherics Pty Ltd (호주)	2021.05.31	모든 국가	Limited-exclusive

16	㈜라트바이오	2021.07.12	한국	Non-exclusive

17	㈜젬크로	2021.08.09	한국	Non-exclusive

18	㈜바이오에프디엔씨	2021.11.04	한국	Non-exclusive

또한 당사는 유전자교정 플랫폼 기술을 1) 치료제, 2) 식물(종자), 3) 동물, 4) 화학제품(화이트플라스틱, 화장품 원료 등) 등의 다양한 사업분야에 적용하는 연구개발을 진행하고 있습니다. 해당 사업모델은 유전자교정 플랫폼의 특허권과 당사가 직접 개발한 파이프라인을 함께 기술이전하는 구조입니다. 특허수익화 사업이 특허권에 대한 실시권에 대한 기술료만 수령한다면, 해당 사업모델은 당사가 직접 개발한 파이프라인의 기술에 대한 기술료를 수령받기 때문에 더 높은 가치의 기술이전을 기대하고 있습니다.

유전자교정 기술은 2020년 노벨 화학상으로 선정될 정도로 21세기 가장 주목받는 생명과학 기술입니다. 당사는 유전자교정 기술 개발에서의 선도적 위치를 바탕으로 빠른 산업적 적용이 가능한 치료제와 농업 분야에서 응용 제품의 개발에 집중하고 있습니다. 유전정보를 기반으로 한 다양한 산업에서 유전자교정 기술의 사업영역은 다양한 분야로 확장될 것으로 예측됩니다. 이에 따라 당사의 사업영역은 원천기술 기업으로의 장점을 최대한 활용하여 효율적으로 확장될 것으로 예측하고 있습니다.

나. 사업의 구조

당사는 유전자교정(GE) 플랫폼에 관련한 원천/응용 특허를 기반으로 한 특허수익화 사업(사용료 수입 등)을 주요 사업모델로 사업을 영위하고 있습니다. 특허수익화 사업 관련 수입 등은 유전자교정 도구인 CRISPR 유전자가위 원천/응용기술에 대한 권리 사용료 등이 매출로 이어지는 사업구조로 유전자교정 기술 시장의 확대와 함께 당사가 확보한 지식재산권의 범위, 특허 관할국 확대, 특허 등록 승인여부 등에 따라 매출이 변동될 수 있습니다.

[ ㈜툴젠 사업구조 ]

구 분	내 용

특허수익화 사업
(라이센싱, 사용료 수입)	GE(유전자교정) 플랫폼 자체 라이센싱
→ 유전자교정 플랫폼에 대한 유전자가위 원천 기술의 특허수익화 사업전략으로 가치 창출

GE 플랫폼
적용 제품의 기술사업화
(라이센싱)	(GE 플랫폼 특허 + 툴젠 개발 파이프라인 제품 기술) 라이센싱
→ 유전자교정 플랫폼 기술을 적용한 치료제 및 동식물 개량품종에 대한 Licensing Deal

또한 이와 함께 기존 플랫폼 기술 라이센싱을 넘어 당사의 유전자교정 분야 역량을 바탕으로 한 치료제 및 동식물 분야의 기업과의 공동연구 계약을 통한 매출 향상을 추진하고 있습니다. 당사의 치료제(Therapeutics) 프로그램 및 동식물 개량 품종 개발들이 진전됨에 따라 일부 프로그램의 조기 라이센스-아웃을 기대하고 있습니다.

이에 당사는 치료제(Therapeutics) 및 동식물 신품종과 관련된 기술이전을 통한 마일스톤 및 로열티 매출을 수익모델로 하는 사업구조를 가지고 있으며, 기술이전 계약 시 마일스톤과 로열티의 규모는 각 제품의 미래 가치, 개발단계 그리고 시장 규모에 비례하여 책정될 것이라 예상됩니다.

또한 당사의 치료제 개발단계에 따라 국내외 제약사와 공동개발 및 제품화에 대한 License-out 계약을 체결 후, 제휴사와 공동 연구개발을 진행하면서 단계적인 기술이전 및 마일스톤을 받고 제품 출시 이후에는 판매액의 일정 부분을 로열티로 받는 사업구조를 이루게 될 것으로 판단됩니다. 따라서 당사가 유전자교정 기술을 이용하여 개발하고 있는 치료제(Therapeutics)의 연구개발 진척상황에 따라 매출이 변동될 수 있으며 수익모델은 아래와 같습니다.

[ 사업 수익화 모델 ]

수익모델	개 요	수 입 유 형

특허수익화 사업
(라이센싱, 사용료 수입)	- 국내외 유전자교정 기술을 통한 사업화를 목표하는 기업(제약사, 종자, 화학회사 등) 대상 기술이전
▶ CRISPR 원천기술 관련 특허에 대한 기술 사용권리에 대한 기술이전	- 선수금(Upfront) 및 중도금(Milestone)
- 경상기술료(Royalty)
- 연구비 지원
- 수익 배분(Profit sharing)

GE 플랫폼
적용 제품의 기술사업화
(라이센싱)	- 국내외 유전자교정 기술을 통한 사업화를 목표하는 기업(제약사, 종자, 화학회사 등) 대상 기술이전
- 연구단계 과제의 공동연구 통해 연구비 지원 및 기술이전 연계
- 전임상, 임상 등 제품 개발단계의 기술이전
- 최종 제품의 판매권 기술이전
▶ CRISPR 기술이 적용된 개발단계의 제품 및 최종 제품에 대한 기술이전	- 선수금(Upfront) 및 중도금(Milestone)
- 경상기술료(Royalty)
- 연구비 지원
- 수익 배분(Profit sharing)

현재 전 세계적으로 치료제 개발단계에서의 기술이전 계약은 활발하게 이루어지고 있으며, Pre-Clinical(전임상) 단계에서 가장 많은 기술이전 계약이 성사되고 있습니다. 이는 기술도입(License-in)을 통해 신약 개발의 기간을 단축하는 전략적 사업모델을 가진 기업들은 Pre-Clinical(전임상) 단계에서 계약을 진행하는 것이 향후 연구개발 단계가 더욱 진척되어 있을 때보다 기술도입 비용을 절감할 수 있기 때문입니다.

특히, 해당 치료제의 시장규모가 클수록 라이센싱의 비용 부담이 크기 때문에 Pre-Clinical(전임상) 단계에서의 계약이 활발하게 이루어지고 있습니다. 또한 유전자교정 기술을 적용한 동식물의 경우 최근 연구개발이 시작되었기 때문에 관련한 기술이전 사례가 없으며, 이 부분은 당사가 글로벌하게 앞서나가고 있기 때문에 조기 기술이전이 기대됩니다.

다. 산업 및 시장 현황(1) 산업 및 시장의 특성 (가 ) 유전자 교정(Genome Editing; GE) 기술

유전자교정 기술은 세포내에서 유전체의 DNA를 직접 변화시키는 기술로 높은 혁신성을 갖습니다.

현대의 생명과학 기술은 유전자의 기능에 대한 이해를 다양하게 응용하면서 발전해 오고 있습니다. 유전자교정은 이러한 유전자 활용기술의 경험에 더해져 좀 더 혁신적인 새로운 응용 제품과 분야를 만들어 내고 있습니다.

유전자교정 기술의 발명은 세포내의 안정적인 유전정보 저장 물질인 DNA가 절단 (DNA double-strand break)형태의 손상을 받으면 높은 빈도로 유전정보의 변화가 일어난다는 관찰에서 시작되었습니다. 이에 기반하여 개발된 맞춤형 DNA절단 도구가 유전자가위입니다. 그렇기 때문에, 유전자교정 기술의 발전은 그 핵심 도구인 유전자가위의 발전과 그 궤를 같이 합니다. 2000년대 중반 ZFN 유전자가위가 개발되면서 유전자교정 기술의 다양한 가능성이 증명되기 시작하였습니다. 그리고, 지난 십여년간의 지속적인 혁신을 통해 2011년 TALEN 유전자가위를 거쳐 2012년 개발된 CRISPR 유전자가위는 지금까지 유전자교정 도구로 연구개발에 있어 가장 보편적으로 사용되고 있습니다.

이러한 이유로 2020년 CRISPR 유전자가위 기술이 노벨화학상에 선정되며, 21세기 가장 혁신적인 생명과학 기술 중 하나로 인정받고 있습니다. 유전자교정 기술의 혁신으로 정교하게 유전체 내 원하는 위치를 목표화 할 수 있는 분자도구를 만들 수 있게 되었으며, 안전하게 세포 내에서 원하는 위치의 유전정보를 바꾸는 일이 가능하게 되었습니다.

[ CRISPR 유전자가위 기술 개요 ]

자료: 당사[ 유전자교정 도구별 기술 특징 ]

구 분	ZFN	TALEN	CRISPR/Cas9

출시년도	2000년대	2010년 이후	2012년 이후

유전자 인식	징크핑거(Zinc Finger)
단백질	TALE(TAL Effector)
단백질	가이드 RNA

유전자 절단	FokI	FokI	Cas9

설계 용이성	복잡함(months)	복잡함(months)	매우 간단(1 day)

효율성	☆	☆☆☆	☆☆☆☆☆

특이성	☆	☆☆☆☆☆	☆☆☆☆☆

정교성	☆	☆☆☆☆☆	☆☆☆☆☆

특징	- 오랜 사용기간으로 안전성 검증됨	- 특이성 좋음	- 대량생산 용이- 다양한 기술 및 산업에서 광범위하게 융합 가능
- 2020년 노벨 화학상 수상

치료제 분야에서 유전자교정 기술은 유전자치료제의 전달 기술과 접목되어 체내에서 직접 유전자를 바꾸므로 한번의 치료과정을 통해 평생 치료 효과를 만들어 주는 완치형 치료제로 개발되고 있습니다. 또한, 유전체 분석 기술의 발전으로 건강에 유익한 다양한 유전자 변이들이 발견되고 있습니다.

그리고 이러한 변이에 대한 이해를 바탕으로 새로운 치료제를 개발하는데 유전자교정이 활용되고 있습니다. 세포치료는 환자의 몸 밖에서 배양되는 세포를 사용하기 때문에 다양한 방식의 유전자 적용이 가능합니다. 먼저 현재 유전자교정은 치료용 세포가 가진 유전자중 치료 효능에 방해가 되는 유전자를 제거하거나 외부 유전자를 도입하는 기술로 활용되어 임상적 유용성과 안전성이 증명되고 있습니다. 이러한 성공을 바탕으로 유전자교정은 차세대 세포치료제의 개발에서도 핵심적인 기술로 사용되어 갈 것으로 예측됩니다.

(나 ) 유전자 교정(Genome Editing; GE) 기술의 확장성 유전자 서열 분석 분야를 한 차원 발전시켰던 차세대 시퀀싱 기술처럼, 유전자가위는 유전정보 활용의 속도와 그 범위를 확장시키고 새로운 산업 분야를 창출해내는 핵심기술입니다. 이 기술을 이용하면 정교하고 효율적인 유전정보의 교정이 가능하여, 이를 맞춤의학, 농수산업, 에너지 산업 등 다양한 분야에서 실질적으로 활용할 수 있게 됩니다.

치료제 분야에서 유전자교정 기술은 유전자치료제의 전달 기술과 접목되어 체내에서 직접 유전자를 바꾸므로 한번의 치료과정을 통해 평생 치료효과를 만들어 주는 완치형 치료제로 개발되고 있습니다. 또한 세포치료는 환자의 몸 밖에서 배양되는 세포를 사용하기 때문에 다양한 방식의 유전자 적용이 가능합니다. 먼저 현재 유전자교정은 치료용 세포가 가진 유전자중 치료 효능에 방해가 되는 유전자를 제거하거나, 외부 유전자를 도입하는 기술로 활용되어 임상적 유용성과 안전성이 증명되고 있습니다. 이러한 성공을 바탕으로 유전자교정은 차세대 세포치료제의 개발에서도 핵심적인 기술로 사용될 것으로 예측됩니다.

종자 분야에서 유전자교정 기술은 우리가 이해하고 있는 유전정보를 활용하여 단기간, 저비용으로 유용하고 가치 있는 유전자원을 개발할 수 있는 혁신적인 분자 육종기술입니다. 또한 유전자교정 종자는 기존의 GMO 규제에서 벗어날 수 있는 기술로 GMO종자 대비 연구개발 기간 및 비용을 획기적으로 단축할 수 있는 장점도 있어, 최근 종자개발 트렌드는 유전자교정 종자로 패러다임이 이동하고 있습니다.

이처럼 CRISPR/Cas9 기술의 개발로 인해 유전질환 및 암 등 치료제 개발에 혁신을 일으킬 것으로 기대됩니다. 또한 건강, 웰니스/웰빙, 제로를 향한 혁신, 디지털 유전체, 기술 간의 연결 및 융합, 미래인프라 개발, 사회적 영향 등 7개 메가트렌드에 직접적인 영향을 줄 것이라고 예상하고 있습니다.

[ 유전자교정 기술의 메가트렌드 (2018~2023년) ]

[ 유전자교정 기술의 확장성 ]

산업 분야	유전자교정 기술의 확장성

바이오 산업	지구상 모든 생명체는 유전정보를 DNA에 저장하기 때문에 DNA를 교정할 수 있는 기술은 폭넓고 필수적으로 사용될 것입니다. 향후 물리의 만유인력과 상대성이론과 같이 대부분 바이오관련 연구개발 또는 제품에서 필수적으로 사용되는 기술로 자리잡을 것이라 예상됩니다.

화학 산업	우리가 사용하고 있는 대부분의 신소재는 지구상에 존재하는 생명체 시스템을 모방하거나 응용하여 개발하고 있습니다. 유전자교정 플랫폼은 신소재와 같은 화학분야에서도 매우 중요한 기술로 인식될 것이라 예상됩니다. (썩는 플라스틱 등)

종자 산업	GMO를 대체할 수 있는 기술 및 GMO의 한계를 넘어 새로운 품종 개발 가능합니다.

동물 관련 산업	생산성, 기능성 향상 등 새로운 품종 개발이 가능하며, 이종장기이식 등 치료분야까지 확장 가능합니다.

코스메틱 산업	우리가 사용하고 있는 화장품의 색소 등은 종자(식물) 등 생태계에서 대부분 원재료를 가공하고 있으며, 유전자교정 플랫폼을 통해 이러한 코스메틱 분야에도 활용될 것으로 예상됩니다. 실제로 당사가 기술이전을 진행한 엔비엠에서 관련 사항을 연구개발하고 있습니다.

바이오 에너지	농림 부산물, 산업체 부산물, 유기성 폐기물 등 바이오매스(Biomass)로부터 생산 가능한 에너지로 유전자교정을 통해 바이오매스를 얻는 효율을 증가시킬 수 있습니다.

당사는 CRISPR 유전자가위에 대한 원천특허를 보유하고 있는 기업으로 CRISPR 유전자가위의 산업에 대한 넓은 확장성에 따라 당사도 함께 성장해 나갈 것이라 기대하고 있습니다.

(2) 산업 및 시장의 규모 및 전망 (가) 유전자교정 시장

유전자교정 기술의 가치는 치료제 개발 및 동식물 분야에 적용되어 3~5년 후부터 가시화될 것으로 기대됩니다. 또한 유전자교정 기술의 산업적 응용은 다양한 기업체에서 연구용 제품을 사용하는 방식으로 시작되었지만, 실제 규모가 있는 시장의 형성은 기업 간의 계약을 통해 이루어지며, 이러한 계약의 체결 사실이나 정확한 계약사항은 외부에 공개되지 않는 경우가 많다는 점 또한 시장규모의 예측을 어렵게 합니다.

유전자교정 기술은 유전정보를 수정하여 가치를 창출할 수 있는 다양한 생명과학 관련 산업 분야에 혁신적인 기술로 적용될 수 있습니다. 2021년 시장분석기관인 BIS Research에서 발간한 분석 자료에서는 유전자교정 기술 시장은 2019년 8억 4,620만 달러에서 연평균 26.86% 성장하여 2030년 108억 2,510만 달러까지 향후 10년간 전 세계적으로 10배 정도의 성장을 할 것으로 예측되고 있습니다. 이러한 빠른 성장은 CRISPR 기술에 대한 막대한 Private/Public Sector의 투자로 뒷받침되고 있습니다.

[ 글로벌 CRISPR 유전자교정 시장규모 ]

(나) 유전자 및 세포 치료제 시장

현재 세계적으로 유전자교정 기술이 유전자치료 분야에서 활용되기 시작하였습니다. 유전자 및 세포 치료제 시장의 경우 현재 다수의 치료제 허가와 함께 빠른 성장을 보일 것으로 예측되고 있어, 기술 수준에서의 유전자교정 수요가 확대되어 갈 것으로 전망됩니다.

질병 분야의 관점에서 유전자교정 기술이 가장 먼저 확장될 것으로 예측되고 있는 분야는 희귀유전질병 시장입니다. 생명공학정책연구센터의 자료에 따르면, 2019년 글로벌 희귀의약품 시장규모는 89억 달러로 추정되며, 2025년에는 시장규모가 184억 달러로 연간 12.7%의 성장을 보일 것으로 예측됩니다. 또한 유전체 분석기술의 발전 및 개인간 유전적 다양성에 대한 이해가 학계와 사회에 전반적으로 늘어가기 때문에 유전질병의 발견이나 진단이 빨라지고 있는 점 또한 시장의 성장을 견인할 것으로 예측되고 있습니다.

이에 따라 글로벌 제약사들의 관심이 높아지며 최근에는 유전자/세포 치료 전문기업과 글로벌 제약사 간에 다양한 형태의 파트너십이 확장되고 있습니다. Deloitte에서 발간한 보고서(Next generation therapies and related life sciences topics, 2020)에 따르면, 2017~2019년 3년간 유전자/세포 치료제 분야 기업들의 주요 M 총 규모는 1,000억 달러에 이릅니다. 이와 함께 2015~2018년에 이루어진 주요 기술이전 계약의 총 규모는 120억 달러 이상으로 알려져 있습니다.

유전자치료제는 오랜 기간동안 차세대 치료제로 기대되어 왔지만, 치료제 개발과정에서 많은 실패를 경험했기 때문에 현실성에 대한 의구심이 있었습니다. 하지만 유전자치료제에 대한 의구심들은 2010년대에 들어와서 다양한 임상적 성공에 이어 2017년 두 개의 CAR-T 세포치료제(킴리아, 예스카타)의 허가 및 2018년 AAV 치료제가 미국 FDA에 허가되면서 해소되었고, 이후 FDA의 우호적인 입장이 지속적으로 확인되면서 본격적인 시장 확장이 예측되고 있습니다.

BIS Research Analysis 자료에 따르면, 유전자 및 세포 치료제 시장은 2020년 기준 약 26억 달러 규모에서 연평균 33.8%의 성장을 통해 2027년에는 250억 달러 이상의 규모로 성장할 것으로 예측되고 있습니다.

[ 유전자 및 세포 치료제 시장의 성장 전망 ]

자료: BIS Research, Global Cell and Gene Therapy Market 2021

(다) 유전자교정 종자 시장

향후 전체 종자 시장에서 유전자변형(GMO) 종자 시장은 점점 감소하고, 유전자교정을 이용한 GE(Genome Edited) 종자 시장이 급속도로 확대될 것이라 예상됩니다. 유전자교정 종자는 GMO 규제를 따르지 않기 때문에, 일반 종자와 동일하게 취급되면서 새로운 형질 만드는 데 필요한 비용과 기간이 대폭 축소되기 때문입니다.

유전자변형 기술은 개발비용이 엄청나고 위해성 평가 때문에 품종화되는 기간이 일반 전통육종 기간의 2배 이상입니다. 이러한 개발비용에도 불구하고 유전자변형 기술로 주요 식량작물을 독점할 수 있었기 때문에 기존 유전자변형 종자시장은 당분간 유지될 것으로 예상됩니다. 그러나 유전자교정 품종들은 개발비용과 육성기간이 GMO 품종 대비 대폭 단축되기 때문에, 기존 유전자변형 종자 시장을 서서히 잠식할 것으로 예측되고 있습니다.

유전자교정 종자 시장은 현재 극소수의 상품(GABA 토마토, 고올레산 콩유)이 판매되고 있어서 시장 자체가 형성되어 있지 않습니다. 그러나 현재 대부분의 종자 관련 글로벌 기업들이 해당 분야의 사업을 전폭적으로 추진하고 있어, 향후 유전자교정 종자 시장 규모는 기존 GMO 종자 시장을 대체하며 급속도로 성장할 것으로 예상됩니다. (3) 대체시장 존재 여부 및 전망 CRISPR 유전자가위의 개발 이후 Cpf1 등의 Cas9 유사 도구를 이용한 유전자교정 기술 및 Base editor 등의 Cas9의 변형 도구 들이 개발되며 유전자교정 및 이의 응용은 더욱 빠르게 확장되고 있습니다. 하지만, 아래 논문 트렌드에서 보듯이 이러한 도구가 분야에서 받아들여지는 속도는 Cas9에 비해 현저히 느리고 여전히 대부분의 유전자교정은 Cas9에 의해 이루어지고 있다고 할 수 있습니다.

Cpf1 등의 유사 도구는 Cas9과 비슷한 작용기작을 바탕으로 하고 있지만 DNA 절단 효율의 측면에서 Cas9에 비해 장점을 보이지 못하고 있어 사용이 빠르게 늘고 있지 않습니다. Cpf1의 유전자 절단 정확도/특이성이 Cas9에 비해서 좋다는 보고가 있지만 이는 내재적 특성이라기 보다 상대적으로 낮은 효율 때문일 수도 있습니다. 실제 다양한 박테리아 종의 Cas9을 비교 분석하면 각 종에서 유래한 Cas9 별로 DNA 절단 효율이 다른데, 이에 따라 절단 효율이 낮은 Cas9일수록 정확도가 좋은 특징을 갖습니다. 이와 함께 Cas9에 단백질 공학 적용을 통해 특이성 향상 Cas9 변이체가 지속적으로 개발되고 있습니다. 당사 또한 정확도의 향상에도 불구하고 효율이 떨어지지 않는 장점을 보이는 Sniper Cas9을 개발하여 발표하였고 최근에는 이를 추가 개선한 변이체를 개발하여 특허를 출원한 바 있습니다.

[ 유전자가위별 논문 발간 현황 (유전자가위 연구 트렌드) ]

자료: 당사 조사자료

Base Editor는 Cas9 계열의 유전자가위에 일부 절단 기능을 제한하는 돌연변이 도입과 함께 핵산의 변형에 관련된 효소를 접목하여 만들어진 도구입니다. 기존 Cas9 등 유전자가위가 DNA를 완전히 절단하고 그 위치에 유전자를 망가트리는 돌연변이 또는 치료 유전자 도입을 유도하는데 비해 Base Editor는 유전자 중 특정 위치 핵산의 염기를, 예를 들어 C를 T로, 바꾸는 교정을 합니다. 따라서 기존의 유전자가위와 Base Editor는 서로 다른 형태의 유전자교정 결과물을 만들어내는 도구로 각각 특화되어 사용될 것으로 생각할 수 있습니다.

Cpf1 기술은 미국 Broad 연구소의 Feng Zhang 교수에 의해 개발되었습니다. 관련 특허는 Cpf1군에 대해 포괄적으로 등록되어 있습니다. Cpf1의 치료제 개발 권리는 미국 Editas Medicine 사에 라이센싱 되었습니다. Base Editor 기술은 미국 하버드의 David Liu 교수와 일본 고베 대학의 Nishida 교수에 의해 각각 독립적으로 개발되었습니다. 관련 특허들의 치료제 개발 권리는 Beam Therapeutics에 라이센싱 되었습니다.

Cas9은 Cpf1보다 먼저 개발되었지만 오히려 유전자교정의 활용에 있어 좋은 특징을 가지기 때문에 Cpf1 기술이 당사의 사업에 주는 영향은 없습니다. 또한 Base Editor와 Cas9 기술은 각각 다른 형태의 유전자교정에 적합한 도구로 분화가 된 것이기 때문에 Base Editor 기술 자체가 당사의 핵심기술의 사업화에 주는 영향은 없습니다.

(4) 기술의 계절성 및 수명주기

당사의 유전자교정 플랫폼 기술에 대한 특허수익화 사업과 유전자교정 기술을 적용한 치료제/동식물 제품의 기술수익화 사업의 경우, 유전자교정 도구인 CRISPR 유전자가위 원천기술 및 활용 기술에 대한 기술 권리 사용료(기술 이전 서비스 등) 등이 매출로 이어지는 사업구조로 계절성에 따른 수요 변동 현상이 발견되지 않고 있습니다.

라이프사이클의 경우 사용료(License) 수입 등과 치료제/동식물 개발기술에 대한 특허 권리기간의 잔존기간 만료에 따른 변동 현상은 존재합니다. 그러나 특허 권리에 대한 잔존기간은 대부분의 특허 관할국은 출원일로부터 17~20년 동안 개발자에게 독점이 인정되는 특허 권리를 보호해주는 법률적, 제도적 장치가 있기 때문에 타 산업에 비하여 길며 안정적인 특성을 가지고 있습니다. 또한 기존 원천기술 관련 특허로부터 파생되는 분할 및 응용 특허가 지속적으로 발생되기 때문에 원천기술에 대한 특허 권리기간이 만료되더라도, 분할 및 응용 특허 등을 통해 기술이전 서비스 사업을 지속할 수 있는 장점이 있습니다.

유전자교정 플랫폼 기술을 이용한 치료제 및 동식물 제품은 라이프사이클은 보통 발견과 연구개발을 거쳐 시장에 출시되면 시장선점, 특허 및 규제적 독점성을 바탕으로 안정적인 매출을 만들게 되고 이러한 독점성이 끝나는 시점에 유사제품이 출시되면서 급격히 매출이 줄어드는 경향을 보이게 됩니다.

그러나 유전자교정 제품에 대한 개발, 생산 및 허가 절차가 까다롭기 때문에 누구나 쉽게 뛰어들어 유사제품을 상업화하기 어렵습니다. 또한 당사는 원천특허의 향상특허뿐만 아니라 제품에 적용되는 기술에 대해서도 특허화를 지속하고 있기 때문에 안정적인 사업을 영위해 나갈수 있습니다.

(5) 경기변동과의 관계

당사가 영위하고 있는 특허수익화 사업 및 유전자교정 플랫폼 기술을 적용한 치료제/동식물 개발 제품에 대한 기술사업화는 경기변동이나 계절적 요인과 무관한 사업이라고 판단됩니다.

그러나 당사의 제품인 유전자교정 관련 제품에 대한 매출은 바이오 분야의 연구개발 규모와 직접적인 연관을 가지고 있습니다. 바이오 분야의 연구개발 투자는 크게 정부 연구개발 예산과 기업의 연구개발 및 제품개발 투자비로 구성됩니다. 바이오 기업의 특성상 연구개발 과정과 제품개발 과정은 크게 구별되지 않습니다. 기업의 연구개발 투자는 경기변동에 민감하게 반응할 수밖에 없지만, 정부의 연구개발 투자는 급격한 변화 없이 꾸준히 미래 글로벌 시장을 선점하기 위한 방향으로 집중하는 경향을 보이고 있습니다.

(6) 관련 법령 또는 정부의 규제 등

유전자교정 기술은 기술의 현실화 및 사업화의 초기 단계에 있기 때문에 별도의 규제가 존재하지 않습니다. 하지만 높은 파급력을 갖는 기반기술로 다양한 생명과학 산업과의 융합을 통해 시장이 형성되어 가고 있기 때문에 기존 규제의 정비를 통해 유전자교정 기술에 대한 규제가 마련될 것으로 전망됩니다.

유전자교정을 기반으로 한 치료제 개발의 경우 기존 유전자치료 및 유전자 세포치료의 범주에서 규제되지만, 새로운 형태의 기술이 추가로 적용되기 때문에 기존 내용에서 조정 필요한 부분이 있을 수 있습니다. 현재까지 세계적으로 유전자교정 기술을 적용한 인간 질병 치료제는 아직까지는 그 사례가 많지 않지만, 다수의 비임상 시험이 체계적으로 진행되고 있기 때문에 향후 규제 및 제도가 새로이 정비될 가능성도 있습니다.