피씨엘 반기보고서 (2021.06)
1. 사업의 개요

피씨엘 주식회사(이하 당사)는 2008년 2월에 설립되었으며, 서울시 금천구에 생산본부와 서울시 송파구에 연구소를 두고 있습니다. 당사는 3차원 SG Cap™ 고민감도 원천기술을 바탕으로 세계 최초로 고위험군 바이러스, 다중면역진단 임상에 성공하였으며 고민감도, 저비용, 고효율 다중진단 플랫폼 기술을 바탕으로 혈액선별 진단제품 개발 및 공급, POCT 제품 개발 및 공급, 플랫폼서비스 사업을 수행하고 있는 체외진단 전문기업입니다.혈액으로 고위험군 감염병(HIV/HBV/HCV)이나 암(췌장암/대장암/간암/전립선암/난소암 등), 코로나19 감염증, 인플루엔자(독감/RSV), 자가면역 등을 진단할 수 있는여러 진단키트와 분석기기, 반려동물(개, 고양이)의 질병을 진단하는 키트 및 기기 등을 제조, 판매하고 있습니다.

가. 시장 현황 및 특성(1) 시장의 특성

1) 헬스케어 시장① 헬스케어 산업의 변화

의료서비스의 니즈는 질병 치료에서 예방과 관리를 통한 건강한 삶을 유지하는 것으로 변화하고 있습니다. 인구의 고령화, 생활수준의 향상, 의료비 부담 증가에 따라 질병의 예방 및 일상관리의 중요성이 증대되고 있으며, 건강 수명 연장을 위한 개인 맞춤형 헬스케어 니즈가 확대됨에 따라 미래의 보건의료 서비스 시장은 치료 분야의 비중을 감소하고 진단, 사후관리, 예방 부분의 시장 비중이 커질 것으로 예상되고 있습니다.

② 다른 산업과의 활발한 융합

1-1. 헬스케어와 ICT 기술의 융합

ICT 기술과 헬스케어 산업이 융합을 통해 의료서비스의 효율성이 증대되고 있고, 정보 통신기술과 의료서비스를 접목하여 언제, 어디서나 건강관리 및 의료서비스의 제공이 기술적으로 가능하게 됩니다. 인구 특성의 변화(고령화), 시장 특성의 변화(진단, 사후관리, 예방중심) 기술 특성의 변화(디지털화)에 따라 ICT 기술과 융합된 헬스케어 산업이 글로벌 핵심 비즈니스로 성장하고 있습니다. ICT 기술을 이용한 의료 환경 개선이 가능해지면서, 국제 사회에서는 각국 정부에 관련 정책의 수립을 요구하고 있는 상황입니다.

1-2. Nano 기술의 POCT 적용

나노기술의 적용은 적은 샘플용량, 액상시약의 최소 사용량, 높은 감도의 목적으로 진단 분야에 적용되고 있습니다. Magnetic Nanoparticle 및 Quantum Dot 등은 가장 활발하게 적용되고 있고, 최근에는 미세유체를 위한 Nano-Fabrication 기술의 개발이 활발하게 진행 중입니다.

2) 체외진단 시장

체외진단은 혈액, 분뇨, 체액, 침 등 인체에서 유래한 물질을 이용해 몸 밖에서 신속하게 질병을 진단하는 분야로 영상진단, 조직 진단에 비하여 간편하고, 진단비용이 상대적으로 저렴하다는 특징이 있으며, 부작용 및 환자에 미치는 영향이 거의 없기 때문에 많이 질병 스크리닝에 많이 이용되고 있습니다.

구 분	내 용

임상화학	- 항원·항체 반응을 이용해 각종 암마커, 감염성 질환, 갑상선 기능, 빈혈, 알레르기, 임신, 약물남용 등의 매우 다양한 질환 진단과 추적에 이용

자가혈당 측정	- 당뇨환자가 혈당 자가 진단에 활용

신속진단 (POCT)	- 주로 면역학, 임상화학 분야에서 검사하던 것을 환자 옆에서 즉각 검사가 가능하도록 함으로써 치료효과를 높이는데 이용
- 혈액가스 검사, 심근경색 검사, 혈액응고 검사 등에 이용

분자진단	- 인체나 바이러스 등의 유전자 정보를 담고 있는 핵산(DNA, RNA)을 검사하는 것
- 인간 면역결핍 바이러스(HIV), 인두유종(HPV) 등을 검사하거나 암유전자, 유전질환 검사 등에 이용

혈액진단	- 혈액과 골수를 연구하는 분야로 적혈구, 백혈구, 혈소판, 헤모글로빈 등 혈액 세포를 검사하는 분야로서 전혈구 검사나 응고 인자 검사에 이용
- 백혈병, 빈혈, 자가면역질환 등을 진단하거나 치료 후 추적 및 항응고 치료 모니터링에 이용

임상 미생물학	- 혈청, 혈장, 소변 등 체액 안의 성분을 화학반응을 이용하여 측정하는 것
- 혈당, 전해질, 효소, 호르몬, 지질 등을 측정하여 당뇨, 간질환, 신장 질환, 암표지자, 동맥경화, 임신, 불임 등 매우 다양한 질환 진단과 추적에 이용

지혈	- 유리판 위에 체액을 도말하거나 생체조직을 염색한 후 현미경을 통해 분석함으로써 암 조직이나 세포를 관할하여 진단

조직검사	- 인체에서 유래된 검사 대상물을 이용하여 바이러스, 세균, 진균 등을 배양, 동정하고 세균의 항생제 감수성을 검사하여 감염원을 찾아내고 그 치료 약제의 가이드라인 제공
- 각종 감염에 의한 질병의 진단과 추적에 이용

출처) 연구성과실용화진흥원, 한국투자증권

체외진단시장의 규모는 2023년 1,270억달러 규모로 빠르게 성장할 것으로 전망되며,전체 체외진단시장에서 면역화학진단(Immunochemistry) 분야가 가장 큰 비중을 차지하고 있습니다.

이러한 체외진단 시장의 최근 Trend와 특징은 다음과 같습니다.

① 글로벌 진단시장의 성장

2015년 기준 60세 이상 인구는 9억 1백만명으로 전체 인구의 12.3%를 차지하고 있으나, 이 비중은 점차 가파르게 늘어나 2030년에는 16.5%, 2050년에는 21.5%로 높아질 전망입니다. 이처럼 전세계적으로 인구가 고령화되고 있으며, 고령화가 진행될수록 당뇨, 암 등의 질환의 유병률이 높아져 의료비 지출이 늘어나게 됩니다.

출처) UNDESA Population Division, 한국투자증권(2016)

평균 수명이 늘어나고 사회가 고령화 될수록 유병률이 높아지며, 증가하는 노령인구의 의료비 지출이 높아짐에 따라 헬스케어 산업의 패러다임은 치료에서 점차 예방과 진단으로 이동할 것으로 예상됩니다.

또한 국가 간 이동이 자유롭게 이뤄지면서 과거에는 해외 특정지역에서만 유행했던 신종 감염병이 지금은 언제든 국경을 넘어 전 세계로 퍼질 수 있습니다. 2015년에는 메르스가 국내를 비롯해 여러 국가에 타격을 주었으며, 2016년에는 지카바이러스가 브라질 등 중남미 국가를 중심으로 발생해 전세계로 퍼졌고. 2020년에는 코로나19 감염증 확산으로 인한 팬데믹이 선언되었습니다. 호흡기 바이러스 질환 외에 성감염 질환(STDs) 역시 발생건수와 유병률이 증가하는 추세입니다. 미국 CDC에 따르면 2014년 STD 유병률은 최고치를 경신했으며, 매독과 클라미디아 발생 건수는 2000년 이후 14년간 연평균 5.1%, 5.2% 증가하였습니다. 이와 같이 전세계적으로 노인인구 증가에 따른 예방과 진단의 중요성 부각, 감염성 질환의 증가 등은 글로벌 진단시장의 성장에 영향을 주는 부분으로 업계는 판단하고 있습니다.

② 국내 체외진단 시장의 성장

국내 체외진단시장의 경우, 빠른 고령화, 건강관리에 대한 관심 증가 등으로 인하여 구조적 성장의 초입에 진입했다고 업계는 판단하고 있습니다.

고령화는 전 세계적인 추세이나, 국내의 경우 그 속도가 더욱 빠르게 나타나고 있습니다. 미국 통계청에 따르면 2050년 한국의 65세 이상 인구 비중은 35.9%로 일본 40.1%에 이어 세계 2위로 예상되고 있습니다. 고령인구가 늘어날수록 의료비 사용이 늘게 되므로 이를 효과적으로 억제하는 것이 중요하며, 이에 대한 해결책으로 효과적인 진단을 꼽습니다. 진단은 예방, 스크리닝부터 예후까지 전 영역에서 이루어질 뿐만 아니라, 일단 질환을 앓게 되면 치료를 위한 비용이 발생하지만 예방과 조기진단은 이러한 비용을 줄일 수 있기 때문입니다.

또한 국내의 경우 정부 정책과 더불어 개인의 건강한 삶에 대한 관심이 높아짐에 따라 건강검진 수검률이 꾸준히 상승하는 추세입니다. 대한종합건강관리학회에 따르면2018년 한국 건강검진 시장규모는 4조 4,790억원으로 추정되고 있을 정도로 상당한시장규모를 형성하고 있습니다. 건강검진 수검률은 2012년 72.9%에서 2017년 78.5%로 5년간 6.6%p 증가하였습니다.

이와 같이, 글로벌시장 뿐만 아니라 국내 시장 역시 고령화, 건강에 대한 높은 관심에 따른 건강검진 증가 등에 영향으로 지속적인 증가가 예상되고 있습니다.

③ 체외진단 시장의 경향

구 분	내 용

Personalized Medicine	- 치료분야에서 Personalized care로 전환됨에 따라 정확한 진단이 요구됨.
- 암이나 신경계 질환에서 바이오마커를 이용한 동반 진단이 크게 성장하고 있음

Consumer Needs and POCT	- POCT 는 빠르고 간단하게 진단하고, 여러 번 병원을 방문하지 않아도 되는 시장의 니즈에 부합되어 급격하게 성장하고 있음.

Multiplexing and Miniaturization	- 진단분야에서의 Unmet Needs는 진단속도, 정확도, 재현성의 증진에 있음.
- 다중분석과 더 작은 칩을 통한 진단은 진단비용 및 시간의 절감에서 매우 중요한 기술임.

Cost reduction, Optimization, Prevention	- 진단비용의 절감과 최적화는 체외진단분야에서 새로운 Platform 기술을 요구하는 시장의 니즈임
- 예방의학의 발전은 체외진단에 대한 성장을 이끄는 동력임

출처) Frost 2015, IVD market

④ 인허가 제도

체외진단 의료기기도 다른 의료기기와 동일하게 규제기관의 인증 및 허가를 획득한 이후에만 제품 판매가 가능합니다. 또한 위해도를 기준으로 하여 높은 위해도를 가진 질병에 대한 진단제품의 경우, 보다 상향된 기준으로 관리하고 있습니다. 자세한 내용은 다음과 같습니다.

- 등급분류 및 적용 규제

구 분	내 용

1등급	사용자에 대한 위험성이 가장 낮은 장비들이며, 보편적으로 다른 장비들에 비하여 단순한 의료기기이며, 1 등급 의료기기 74%가 510(k) 생략하며, 일반규제와 품질시스템 요구사항을 선택 적용

2등급	대부분의 의료기기가 해당되며, 일반 규제사항, 특별규제사항, 품질시스템 규정의 유지 및 관리가 필수 상항이며, 510(k) 적용대상

3등급	삽입용/이식용 의료기기, 생명 유지용 High Risk 의료기기 등이 해당되며, 일반규제사항, PMS, 시판 전 승인(PMA, 임상시험필수), 품질시스템 규정 등의 유지 관리가 필수 사항

상기와 같은 인증절차와 더불어 각 국가별로 체외진단 의료기기에 대해 주요 규정 및 가이드라인을 제정하여 관리하고 있습니다.

제 목	국가	발표기관

의료기기법/시행규칙/시행령	대한민국	-

의료기기 허가/신고/심사 등에 관한 규정	대한민국	식품의약품안전처

의료기기 허가/심사 등에 관한 규정	대한민국	식품의약품안전처

고위험군 바이러스 체외진단용 의료기기 가이드라인	대한민국	식품의약품안전처

DIRECTIVE 98/79/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 27 October 1998 on in vitro diagnostic medical devices (98/79/EC)	유럽연합	European Union

Amending Dicision 2002/364/EC on Common technical specifications for in vitro diagnostic medical devices
(CTS guideline) (2009/886/EC)	유럽연합	European Union

Notification Prevention of adverse effects of medicinal products Imposition of conditions on the marketing authorizations for cellular blood components and fresh frozen plasma (Notification BAnz AT19.02.2013)	독일	PEI

Specifications for Immunological Testing for Infectious Disease(I/LA18-A2)	미국	Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI)

Clinical Evaluation of Immunoassays (I/LA21-A2)	미국	Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI)

Training and Competence Assessment (QMS03-A3)	미국	Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI)

Assessment of the Clinical Accuracy of Laboratory Tests Using Receiver Operating Characteristic (ROC) Plots (GP10-A)	미국	Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI)

Procedures for the collection of diagnostic blood specimen by venipuncture (GP41-A6)	미국	Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI)

Procedures for the handling and processing of blood specimen for common laboratory tests (GP44-A4)	미국	Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI)

Evaluation of Precision of Quantitative Measurement Procedures; Approved Guideline -Third Edition (EP05-A3)	미국	Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI)

Interference Testing in Clinical Chemistry; Approved Guideline - Second Edition (EP07-A2)	미국	Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI)

Measurement Procedure Comparison and Bias Estimation Using Patient Samples; Approved Guideline Third Edition (EP09-A3)	미국	Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI)

나. 시장 규모 및 전망(1) 체외진단시장

1) 시장규모 및 전망

세계 체외 진단 시장의 규모는 600억달러(약 67조원)에 이르며 국내 시장 규모는 1조원 안팎입니다. 세부 분야별로 면역화학적진단 시장이 전체 체외진단시장의 약 40% 비중을 차지하고 있으며, 현장진단(POCT) 시장이 전체 10%초반을 차지하고 있습니다.

2) 세계 체외진단 시장 점유율

전 세계 체외 진단시장은 상위 4개 기업인 Roche, Siemens, Danaher, Abbott가 전체시장규모의 약 48.5%를 차지하고 있으며 이외에 6개 회사가 25.2%의 시장을 점유하고 있습니다.

3) 지역별 시장규모 및 성장률

2016년 지역별 시장규모를 보면 미국이 가장 큰 253억 달러규모를 형성하고 있으며, 그 다음으로 서유럽지역이 199억 달러, 아태평양 지역이 109억 달러 규모를 형성하고 있습니다. 2021년까지 성장 전망을 보면 아태평양지역이 가장 높은 CAGR 7.8% 로 향후 큰 시장을 형성될 것으로 전망되고 있습니다.

출처) Bio industry No.75 2013 4) 체외진단시장의 분야별 시장규모

분야	시장규모 (US$ billion)	내용

면역화학검사	US$ 22.7 billion
평균성장률 6.48%	● 면역학적분석 및 화학적 분석, 분석기기를 포함한 시장으로 혈장단백질을 분석하는 것이 주된 분석
● 면역형광, 화학면역형광 등의 방법으로 분석을 하며, 최근에는 이 분야의 분석기술이 POCT 나 분자진단분야로 영향을 주고 있음.

자가혈당측정	US$ 9.27 billion
평균 성장률 3.46%	● 제 2형 당뇨의 진단 및 모니터링을 위한 진단
● 이 시장에는 혈당미터기, 테스트 스트립, 란셋을 포함하며, 미국과 유럽시장은 정체기에 있으며, 이머징마켓의 성장성이 매우 높음.

신속진단	US$ 7.39 billion
평균 성장률 7.30%	● 환자에게 빠른 정보를 전달하고, 즉각적인 치료가 필요한 경우에 진단
● 인플루엔자를 포함한 감염성 질환의 증가와 시스템의 구성에 대한 비용 증가 때문에 시장이 급격하게 성장
● 최근에는 미세유체 기술과 같은 신기술의 등장으로 시장의 성장률이 증가되고 있음.

분자진단	US$ 7.15 billion
평균성장률 2.36%	● 병원체의 DNA/RNA 를 분석하여 진단
● Polymerase Chain Reaction(PCR) 기술을 기반으로 하고 있으며,가장 빠르게 성장하는 시장임.

임상미생물	US$ 3.05 billion
평균 성장률 4.98%	● 감염성 질환에서 감염성 세균을 동정하고, 이에 적합한 항생제 및 용량을 결정
● 보통은 혈액 배양과 항생제 감수성을 분석하는 assay 를 진행

조직검사	US$ 2.9 billion
평균 성장률 6.67%	● Human Cellular material 에 대한 분석을 기반
● 특히 암에 대한 확진 검사로 가장 많이 이용되며, 2016년에는 동반진단시장으로 포함

혈액진단	US$ 2.79 billion
평균 성장률 6.68%	● Blood Transfusion Diagnostics 시장이 포함된 시장
● 혈액형 분석 및 감염성 질환에 대한 분석이 포함되며, 가장 큰 분야는 혈액내에 포함된 세포, 즉 적혈구, 백혈구 등의 세포를 개수하여 빈혈, 백혈병, 염증 등을 분석하는 분야임.

지혈	US$ 2.79 billion
평균 성장률 7.90%	● 혈액응집반응, 혈소판 질환, 자가면역질환에 대한 분석 분야
● 최근에는 항응고제의 처방을 위한 분석 시장이 성장하고 있음.

(2) 혈액선별 (Blood Transfusion Diagnostics) 시장

1) 혈액선별시장의 개요

헌혈혈액 (Donated Blood)은 수혈 및 혈액제제 이전에 반드시 혈액형 (Blood Grouping) 와 안전성 검사 (infectious diseases screening)를 진행하고 안전한 혈액에 대해서만 수혈 및 혈액제제로 사용 가능합니다. 감염성 질환의 선별검사는 HIV1/2, HCV, HBV, HTLV1/2 와 같은 고위험도 감염성 질환과 매독 (Syphilis), 말라리아 (Malaria) 등과 국가별 특징적인 질환 (West nile virus, Chagas 등)에 대한 검사가 진행되고 있습니다. 특히, 고위험도 감염성 질환에 대해서는 분자진단 검사와 면역진단검사가 동시에 진행하여 질병의 감염단계별 선별검사 이루어지도록 하고 있습니다. 감염초기에는 병원체의 유전자를 분석하는 분자진단검사법이, 감염 중기 이후부터는 면역진단검사법이 효과적으로 두개의 검사가 동시에 진행되어야 안전한 선별검사가 이루어질 수 있습니다.

면역진단검사는 효소면역법 (ELISA), 면역형광검사 (FIA), 화학면역형광검사 (CLIA) 등의 측정 방법이 이용되고 있으며, 최근의 경향은 manual 측정 방법에서 자동화 방법으로 급격하게 이동하고 있습니다. 선별검사는 나라별로 각각 가이드라인과 규제 사항을 기초로 이루어지고 있으며, 전세계적으로 년간 1억 unit 의 혈액이 수집되고 검사되고 있습니다. 개발 도상국에서 전체의 50%가 수집되는 것으로 보고되고 있습니다.

2) 혈액선별 (Blood Transfusion Diagnostics) 의 시장규모

Frost 따르면 혈액선별 (Blood Transfusion Diagnostics) 의 시장규모는 2015년 기준으로 US$ 2.82 billion 이며, 2019년 년간 4.0% 성장하여 US$ 3.31 billion 에이를 것으로 전망하고 있습니다. 전세계 혈액선별시장에서 미국은 40% 를 차지하여 1,126.8 million 의 시장 규모를 가지고 있으며, 혈액형의 분석 시장은 53.9%, 감염성 질환의 screening 시장은 46.1% 를 각각 차지하고 있습니다. 혈액선별시장에서 가장 큰 특징은 중국, 인도와 같은 인구가 많은 나라들이 속한 이머징 마켓이 급속도로 성장하고 있으며, 2015년도 기준으로 유럽과 거의 동등한 시장의 규모로 성장하고 있는 부분입니다.

(3) POCT 시장1) POCT 시장 개요

체외진단분야는 점차 자동화, 소형화 기술의 발달로 인하여 정확도도 커지고 있어, 현장 진단시장이 빠른 속도로 성장하고 있습니다. 현장 진단은 응급 현장이나, 진단에 대한 제반시설이 갖춰지지 않은 환경 또는 신속한 결과를 목적으로 주로 사용됩니다.

다른 대형 시스템 진단제품들이 가지고 있는 비용 및 규제 문제를 해결할 수 있는 분야로 각광받고 있으며, 저비용을 장점으로 보건 의료 시스템이 아직 확립되지 않은 개발 도상국에서의 수요가 크게 증가하고 있습니다.

이 분야의 3대 기업은 Alere, Danaher, Roche 이며, 이 3개 기업의 시장 점유율은 53.9% 로 집계되고 있습니다. 시장 리더인 Alere 의 경우는 AmMed, eScreen, Amedica 인수를 통해 현장진단 의약품 및 독성 진단 분야의 경쟁력을 확보하였습니다.

최근 헬스케어 시장은 빠른 진단과 그 진단결과에 따른 치료를 요구하고 있는 추세이며, 그에 맞는 진단기기의 종류도 많아지고 있습니다. 심장질환 바이오마커, 약물중독 테스트, 성병 진단용 테스트, 임신진단, 콜레스테롤 수치, 혈중 가스 농도 측정기 등이 주요 시장을 구성하고 있습니다.

POCT 분야는 특히 빠른 검사 결과가 필요한 검사 종목 들을 비롯해서 숙련된 인력이 아닌 일반 검사자가 수행해도 오류가 없도록 기술을 개발하여 다른 종목으로 확대되는 추세에 있습니다. POCT 기기가 폭넓게 사용되기 위해 가장 필요한 성능은 빠른 테스트 결과이지만, 제품의 50% 이상이 수동인 관계로 정보시스템과의 연계성이 부족하여, 테스트에 따라 완전히 다른 기기가 필요하다는 점 등이 문제점으로 제시되고있습니다. POCT 기기의 급속한 성장을 위해서는 자동화, 소형화 기술, 무선기술, IT와의 융합 기술 등과 함께 발전할 것으로 예측됩니다.

POCT 기기의 분야에서 가장 많이 이용되는 기술은 래터러플로우(lateral flow) 기반의 래피드키트이며, 니트로셀룰로이즈 멤브레인을 기반으로 골드접합항체(gold-antibody conjugate)를 이용하여 진단 결과를 5-10 분 이내에 확인 할 수 있습니다. 다만, 민감도가 낮고 백그라운드가 높은 것이 단점이며, 최근에는 이를 극복하기 위해 측정기기의 개발이나, 새로운 분석 방법의 개발이 활발하게 이루어지고 있습니다.

2) POCT 시장의 규모

전세계 POCT시장의 규모는 2015년 기준으로 US$ 7.55 billion이며, 매년 8.2%씩 성장하여, 2019년 에는 US$ 10.35 billion까지 성장할 것으로 예상되고 있습니다. 혈당측정 시장을 제외한 POCT 시장에서 가장 큰 규모를 갖는 분야는 임신 진단시약 분야이며, 감염성 질환 및 심장 질환 등 빠른 진단결과가 요구되는 분야는 년 평균 성장률도 크고 시장도 빠르게 성장하고 있습니다.

다. 경쟁 현황(1) 다중진단기술의 경쟁 상황

체외진단 기술의 흐름에서 다중진단기술 (Multiplex) 진단 비용 및 공간적 문제 등을 해결할 수 있는 유일한 방법으로 기대되고 있으나, 성능을 유지하면서 대량 생산에 성공하여 상업적으로 성공한 기반 기술 (platform technology)은 많지 않은 것이 현실입니다. 특히, 면역진단의 분야에서는 다중 진단 기술에 대한 니즈는 높으나, 상업적으로 성공한 경우는 2 ∼ 3개의 기술로 제한적입니다.

1) Bead based multiplex: x-Map technology

미국 Luminex 社에서 개발된 기술로 상업적으로 가장 성공한 다중진단기술로 평가받고 있으며, 기술이전 등의 파트너쉽을 통한 연관 매출이 전체 매출액의 30% 를 차지하고 있습니다.

- 진단의 원리

서로 다른 파장대역의 dye(색을 나타내는 물질)를 특정 항체가 접합된 비즈에 결합시켜 용액 상태에서 반응을 시켜 진단하는 방식입니다. 다중 비드 면역측정법의 원리는 분석장비 내에 2개의 서로 다른 파장의 레이저를 사용하여 비드와 검체 반응을 각각 검출하는 것으로 유세포분석기 원리를 이용하게 됩니다. Red laser (633 nm)를 이용하여 형광강도수준 (Fluorescent intensity level) 이 다른 100 여 가지의 polystyrene microsphere beads를 구분하고, 각각의 비드에는 다른 표적 물질들의 부착되어 다중 진단 (Multiplex) 이 가능하게 됩니다.

검체 내 항원, 항체 등의 측정을 위해서 상보적인 결합이 가능한 항체, 항원 등이 부착된 luminex 비즈와 검체를 반응시키고, PE (phycoerythrin) 형광물질이 결합된 2 차항체를 이용하여 검출 후 PE 형광 시그널을 green laser (532 nm)를 이용하여 측정합니다.

- 기술의 장단점

Luminex 비즈를 사용한 SPA는 적은 양의 검체 (혈청 50 uL 이하)로 최대 100여개가지의 검사를 동시에 시행할 수 있으며, 민감도가 높고 평균형광강도(MFI) 값으로 반정량 분석이 가능합니다. 분석하려는 목적에 따라 Microsphere (Bead) 표면에 사용자가 원하는 다양한 물질 (항원, 항체, 유전자, 효소기반의 기질물질 등)을 붙여서 적용될 수 있으며, 각 비드에 붙은 물질과 시료내의 분석물질을 반응시켜 결과를 측정하므로 다양한 분석에 응용할 수 있습니다. 또한 사용자가 원하는 특정한 반응물질을 적용하여 원하는 분석용 실험에 사용할 수 있습니다. 다만 각기 다른 파장 대역의 dye(색을 나타내는 물질)를 조합하여야 하는 문제가 있어 동시에 진단할 수 있는 진단의 수가 제한적이며, dye(색을 나타내는 물질)의 특징 상 조사 파장 간의 간섭이 발생할 수 있기 때문에 저역가의 검체나 혈액에서는 진단 오류의 발생 가능성이 높습니다. 아울러 분석을 위해서는 유세포분석 (Facs analysis)과 유사 기능의 고가의 장비가 요구됩니다. ② 단백질 마이크로어레이 (2-D 단백질 칩)

- 진단원리

단백질이 이차원 평면상에 단순히 바둑판 형태로 배열된 항체 어레이, 펩타이드 어레이부터 시료 전처리 기능이 구현된 마이크로플로이드 (미세유체역학) 부분까지 포함하는 기술의 총괄적으로 단백질 칩이라 정의합니다. 분석기술은 형광, 전기화학, 화학발광, 전기발광, 질량분석, 흡광분석 등 기존의 검출 기술을 이용하는 측정 기술과 이들의 기술을 프로테오믹스 연구, 고속 신약 스크리닝 등에 활용하는 응용기술로 나눌 수 있습니다. 분자가 안정하게 고정화될 수 있도록 전처리한 표면 위에 결합능을 가지고 있는 각각의 생체분자 (capture molecule) 을 포함한 시료 용액을 첨가한 다음, Capture molecule 과 결합했을 때 나타나는 신호의 변화의 양상을 높은 처리율(High Throughput)로 분석할 수 있습니다. 고체 표면 상에 아민기(amine group), 에폭시기(epoxy group), 알데하이드기(aldehyde group) 등의 반응기를 연결체(linker) 와 함께 단분자막으로 제조하여 단백질 내 아미노산이 가지고 있는 아민기(amine group) 등과 공유결합을 하도록 하거나, poly-L-lysine을 단분자막으로 만들어 다종의 단백질과 정전기적 상호작용을 통하여 결합하도록 합니다. 형광이나 화학적 발광물질 등을 사용하여 측정 분석합니다.

- 기술의 장단점

단백질 칩은 단백질이 갖는 높은 선택성과 칩이라는 관점에서의 대량 스크리닝 기능이 있기 때문에 단백질의 분리, 확인, 정량 및 기능해석에 이르는 일련의 단백질 분석작업을 칩상에서 수행할 수 있는 잠재성이 있어 프로테오믹스 분야와 진단용 바이오센터 분야에 널리 활용되고 있습니다. 단백질 칩 기술은 칩의 제조와 관련된 단백질마이크로어레이 기술과 어레이 상태로 고정화된 단백질을 관찰하고자 하는 단백질 간의 상호반응 정도를 정량적으로 검출하고 비교하는 분석기술로 구분할 수 있습니다. 높은 분석 처리율을 보이지만, 분석 시에 각 픽셀들 사이에 교차 오염의 가능성 및 단백질 반응의 민감도가 떨어지는 단점이 있습니다. 또한 반응 중 빠른 속도로 물이 증발하여, 단백질의 3차원 구조에 영향을 줄 수 있다는 단점이 있습니다. 화학반응을 이용한 단백질의 고정으로 낮은 민감도와 특이도를 가지고 있어 간섭반응과 교차 반응으로 인한 높은 백그라운드의 문제를 가지고 있습니다.

[다중진단 경쟁기술과의 비교 분석표]

기술명	SG Cap™ 피씨엘주식회사	2-D 단백질 칩	x-Map technology
Luminex社

기술개요	Chip-based Multiplex	Protein micro array	Bead-based Multiplex

다중진단	가능 (64 X)	가능	가능 (10 X)

민감도	High (pg/ml)	Medium (ng/ml)	High (pg/ml)

특이도	High	Medium	Medium

원 가	Economic	Expensive	Expensive

라. 회사 사업의 개요

당사는 3차원 SG Cap™ 원천기술을 바탕으로 다중면역진단 플랫폼 기술을 개발하였으며, 이를 바탕으로 크게 4가지 사업군으로 사업을 영위하고 있습니다.

첫 번째 개발된 진단 제품은 대량 스크리닝 플랫폼 HiSU 솔루션이고, 두번째는 현장신속진단(POCT) 플랫폼PCLOK솔루션입니다. 또한, 세번째는 코로나19 진단 토탈 솔루션입니다. 마지막으로는 플랫폼 기술을 바탕으로 한 다양한 R 서비스 및 기술이전 등의 사업을 영위하고 있습니다.

각 사업 분야별 개황은 다음과 같습니다. (1) 대량 스크리닝 플랫폼- HiSU 솔루션당사의 원천기술인 SG Cap™ 를 기반으로 한 대량 스크리닝 플랫폼입니다. 대량의 헌혈된 혈액의 수혈 전 검사를 통해 고위험군 바이러스 질환의 동시면역진단을 검사하는 자동화 시스템입니다. 혈액선별검사는 헌혈된 혈액이 수혈되기 전에 HIV(후천성면역결핍증), HCV(C형 간염), HBV(B형 간염), HTLV(T 림프구성 바이러스) 등의 고위험 바이러스의 감염여부의 진단을 위한 필수적인 검사입니다. 당사의 HiSU 솔루션 은 대량 스크리닝이 가능하기 때문에 혈액원이나 대형병원에 최적화되어 있습니다.

① HIV항체 및 HCV항체 동시 진단 Hi3-1

세계최초의 4등급(CE-IVD List A) 고위험군 바이러스 다중진단제품으로 다국가, 다기관 임상시험에서 Hi3-1은 HIV 및 HCV의 민감도(Sensitivity)는 100%를 나타내고, 특이도 (Specificity) HIV, HCV 각각 99.98%, 99.82%로 CE 인증의 CTS Guideline에서 요구하는 임상적 민감도 100%와 특이도 99.5% 이상을 만족했습니다. CE와 국내 식약처 승인을 받은 제품입니다.

② HIV-HCV-HBV 동시진단 Hi3

Hi3는Hi3-1에 비해 감염된 바이러스의 항원과 항체를 동시에 진단할 수 있어, 감지기간(Detection Window) 를 넓힐 수 있으며, Hi3-1에서HBV가 추가되는 형태로 좀 더 빠른 개발이 가능합니다. 신고서 제출일 현재 임상을 진행하고 있으며, 분석적 성능시험 등 기술문서 작성을 위한 기초Data를 확보하고 있습니다. 다중진단 진단을 위한 액상시약 및 기타 포장재 등이1/3 로 감소하고, 진단 시3개의 진단을 동시에 함으로써 진단시간과 진단비용을 최소화 할 수 있는 장점이 있습니다.

(2) 현장신속진단 (POCT) 플랫폼 - PCLOK솔루션

신속진단의 시장은 가장 빠르게 성장하고 있는 시장으로 현재는 래터러플로우(lateral flow)기반의 래피드 키트가 대부분을 차지하고 있으나, 낮은 민감도라는 단점을 가지고 있습니다. 이에 따라 높은 민감도를 가지면서 30분 이내의 짧은 시간에 진단을 할 수 있는 새로운 플랫폼에 대한 시장의 니즈는 매우 높습니다.

특히, 인플루엔자와 같은 감염성 질환에서 항바이러스 제제의 처방을 위한 진단에서는 민감도는 약물의 처방에 가장 중요한 인자로 작용합니다. 그러나 낮은 민감도는 실제로 바이러스에 감염이 되었으나 위음성의 가능성이 높아 약물을 처방 받지 못하는 경우가 발생할 수 있습니다. 최근 보고 따르면 통상적인 래피드 키트를 이용한 인플루엔자의 임상적 민감도는 50% 내외임이 보고되어 있어, 높은 민감도의 신속진단에 대한 사업성은 매우 높다고 볼 수 있습니다. 당사에서는 다중 진단 플랫폼 기술인 SG Cap™ 을 이용하여 민감도 90% 이상과 30분이내에 진단할 수 있는 Well based POCT 진단 플랫폼을 개발하였습니다. 이를 이용하여 인플루엔자 진단키트와 암진단 키트를 개발하고 있으며, 각각의 진단키트는 호흡기 질환과 알러지, 염증 질환에 대한 진단으로 확대 적용을 계획하고 있습니다.

① Ai ; Influenza A/B 동시진단

독감은 감기와 구분되는 인플루엔자에 의한 감염에 의한 감염성 질환이며, 감염 초기진단을 통해 항바이러스 약물에 의한 적극적 치료를 위해서는 높은 민감도 및 신속한진단을 위한 기술이 요구됩니다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 래피드 키트의 경우에는 15분이내에 분석이 가능한 장점이 있는 반면 낮은 민감도의 문제가 보고되고 있어, 높은 민감도와 신속한 진단이 가능한 제품 및 플랫폼에 대한 시장의 니즈는 매우 높다고 할 수 있습니다. 당사가 개발한Ai는 인플루엔자A와 B를 동시에 진단할 수 있으며, 25분내에 민감도가A type 95.5%, B type 91.7%, 특이도99.5% 로 기존의 래피드 키트의 성능보다 탁월한 민감도를 보여 우수한 성능을 보유하고 있습니다.② Ci-5 ; 다중 암의 동시 진단암은 영상, 조직검사 등을 주로 활용하여 확진 검사를 하지만, 병변이 육안으로 구분할 정도로 성장해야 가능하며, 검사비용이 높기 때문에 증상이 없는 일반인의 선별검사에는 적합한 검사라 할 수 없습니다. 선별검사에는 혈액에 존재하는 종양 마커를 이용한 분석이 적합합니다. 다만, 단일 종양 마커 활용의 경우 정확도가 낮은 문제로 인하여 간암, 전립선암 등을 제외하고는 널리 사용되고 있지 못하며, 예후 진단용으로 사용되고 있습니다. 당사에서는 다중 진단 플랫폼인 SG Cap™으로 다양한 종양 마커를 고정화하여 동시 진단이 가능하게 함으로써 진단의 정확도를 높이고 있습니다. 또한 동시진단을 통하여 낮은 가격으로 공급이 가능하며, 1차 선별 용으로 Ci-5를 개발하였습니다.

(3)코로나19 토탈 솔루션코로나19 감염증 진단에 대한 모든 제품군을 보유하고 있으며, 제품 카테고리는 다음과 같습니다.① 항원 신속진단제품

코로나19감염 진단을 위한 항원을 정성적으로 검출하는 항원진단키트.

해당 제품: PCL COVID19 Ag Rapid FIA, PCL COVID19 Ag Gold, PCLOK II Influenza A/B, Covid-19② 항체 신속진단제품

인체 손 끝 혈액에서 코로나19감염 진단을 위한 IgG 및 IgM 항체를 검출하는 항체진단키트.

해당 제품: PCL COVID19 IgG/IgM Rapid Gold, PCL COVID19 Total Ab EIA, PCL HiSU COVID19 Neutralizing Ab test , PCLOK II Anti-SARS-CoV-2 Dual IgG③ 유전자 검사제품

코로나19감염 진단을 위한 유전자를 검출하는 유전자진단키트(RT-PCR)

해당 제품: PCLMD nCoV one step RT-PCR Kit, PCLMD COVID19 Speedy RT-PCR Kit, PCL 10min RNA Releasing Reagent, 30min Portable RT-PCR All-in-one Bag, PCLMD ABC multi RT-PCR Kit

(4) 플랫폼 서비스 사업

당사의 서비스 사업은 당사가 보유하고 있는 원천기술인 SG Cap™ 기술을 바탕으로 제품 뿐 아니라, 다양한 서비스를 제공할 수 있음을 보여주고 있습니다. 서비스 사업분야는 다음과 같습니다.

① SolB complete kit

SolB complete kit 사업은 당사의 원천기술인 SG Cap™ 을 이용하여 고민감도 다중 진단 마이크로어레이칩을 제작하고자 할 때 쓰이는 연구용 시약입니다, 본 제품은 진단사나 대규모 연구실에서 미세분주용 기기를 이용하여 제작을 할 수 도 있고, 또한, 손쉽게 미세분주용 기기가 없이도 매뉴얼방식으로 제작할 수 있도록 제품화한 것입니다. 현재는 연구용 시약으로 사용되고 있으나, 당사의 기술이전이 본격화되고, 해외 생산이 이루어지면 이에 따른 SolB complete kit의 판매가 급격하게 증가할 것으로 예상하고 있습니다.

② Platform 서비스

본 서비스 사업은 당사가 보유한 SG Cap™ 기술과 함께 우수한 공정/품질 개발 인력의 기술 노하우와 우수한 성능의 첨단 보유 설비들을 활용하여 우수하고 안정적인 공정개발 기술을 확립하여 고객이 요구하는 다중진단칩을 제공하는 서비스입니다. 당사는 KGMP 및 ISO 13485의 품질경영시스템 하에서 제조된 진단 시약을 제공함으로써 고객이 임상 시험 및 허가 신청이 가능한 생산 서비스입니다.

③ SG-ID 서비스

SG ID 서비스는 신약 후보물질의 작용기전(Mode of Action)을 확인할 수 있는 Target 단백질을 동정할 수 있는 서비스이며, 통상적으로 신약 개발 시 임상 2상이 완료되기 전에 신약의 Target단백질을 동정하여 반드시 제출해야 하며, 프로테오믹스기반의 신호 전달 체계를 기반으로 동정하지만, 본 서비스는 직접 결합하는 단백질을 동정함으로써 보다 정확하고 실질적인 Target단백질을 동정할 수 있는 서비스 입니다.당사는 SG ID 서비스를 해외 및 국내 제약사에 서비스를 제공한 경험을 가지고 있으며, 최근에는 Global Catalog 회사들과의 협의를 통해 본격적인 서비스 출시를 진행할 계획입니다.

또한, 당사는 신약 스크리닝 서비스도 제공합니다. 신약 개발 시 초고속으로 후보물질을 탐색하는 시스템을 개발하는 서비스로서, 수만 ∼ 수십만개의 물질 라이브러리(Library) 를 이용하여 개발하고자 하는 Target과의 반응성을 분석하여 후보물질을 선정하는 방법입니다.이 때 많은 양을 처리하기 위한 고효율 선별시스템(High Throughput Screening System)을 이용하게 되는데, 기존의 시스템은 대부분 효소 반응을 이용한 저해반응을 검사하는데, 부작용 등과 같은 반응 특이성의 분석이 어려운 단점이 있습니다.그러나 당사의 서비스는 단백질-단백질의 상호 작용을 이용한 저해반응을 검사하는데, 원천기술인 SG Cap™을 이용하여 고민감도, 초고속의 선별시스템 개발이 가능합니다. 라이브러리(Library)를 보유한 기업, 연구기관을 대상으로 초고속의 선별시스템의 개발을 제공하는 서비스이며, 당사에서는 EGF-EGFR, VEGF-VEGFR과 같은 항암제 개발에 이용되는 초고속 선별시스템 개발에 성공하였습니다.

④ 플랫폼 서비스 사업모델의 지속적인 확장

서비스 사업은 지속적인 매출이 가능하며, 다양한 매출, 기술이전 및 로열티 등이 가능한 분야이고, 다양한 협력 네트워크 구축이 가능한 사업모델입니다. 단지, 당사와 같이 한정된 인원을 바탕으로 제품개발에 매진해야 하는 경우에는 서비스 사업과 같이 고급인력 집약적인 사업은 최소한으로 유지하여 왔습니다. 하지만 향후 플랫폼을 바탕으로 한 사업모델 확장하기 위해서 국내외 산학연 잠재 고객 리스트를 꾸준히 확보해 오고 있습니다.