셀레믹스 분기보고서 (2020.09)
II. 사업의 내용

가. 회사의 현황(1) 사업 개황(가) 회사의 설립 배경

단백질은 다양한 기관, 효소, 호르몬 등 신체를 이루는 주성분으로 생명체의 모든 생명 활동 기능을 담당하는데, DNA는 단백질을 만들기 위한 정보(청사진)을 담고 있습니다. 따라서 DNA를 잘 만들고 읽어내는 것은 생명공학이 적용되는 모든 산업에서 필수적으로 이용되며 기반이 되는 기술입니다. 분자 수준에서 생명의 형성과 조절을 연구하는 분자생물학(Molecular Biology)은 1953년 DNA의 구조가 밝혀지면서 본격적으로 발전되었으며 DNA-RNA-단백질로 연결되는 중심이론(Central Dogma)를 확립하여 현대 의료 및 생명공학 분야에서 매우 큰 비중을 차지하고 있습니다.

DNA의 변화는 단백질 기능의 변화를 가져옵니다. 암(Cancer)이 그 대표적인 예입니다. DNA의 돌연변이를 검사함으로써 질병을 진단할 수 있습니다. 또한 새로운 합성 DNA로 신약을 개발할 수 있고, 합성생물학에서는 새로운 단백질을 개발해 신물질을 개발할 수 있습니다. 동식물 육종에서는 DNA와 우수한 형질의 상황관계를 밝혀 우수한 종자 개발에 활용할 수 있고, 장내 존재하는 매우 다양한 미생물(마이크로바이옴)의 DNA 분석을 통해 의료에 적용할 수 있습니다.

분자클로닝(Cloning)과 DNA 염기서열 분석(Sequencing)은 분자생물학에서 가장 기반이 되는 기술로서, 생물에 새로운 유전자를 도입하여 증식하는 기작을 통해 분자생물학이 산업적으로 이용되는 데 큰 기여를 하였습니다. 분자클로닝은 원하는 DNA 분자를 복제하여 복수의 같은 서열을 갖는 DNA 분자들을 만드는 기술이고, DNA 시퀀싱은 서열을 모르는 DNA 분자의 서열 정보를 알아내는 기술입니다.

DNA 염기서열 분석 기술은 2000년대 중반 차세대 염기서열 분석법(Next Generation Sequencing, 이하 NGS)이 개발됨에 따라 단위 염기 서열 당 분석 비용이 기하급수적으로 낮아지고 생산량(Throughput)이 기하급수적으로 증가하는 혁신이 있었던 데 반해, 분자 클로닝 기술은 1970년대 초반 개발된 이래 비용과 생산량 측면에서 큰 혁신이 없었습니다. 분자 클로닝을 활용하기 위해서는 그 클로닝 과정의 전과 후에서 DNA 분리(Separation), DNA 염기서열 분석(Sequencing), 클론 회수(Retrieval) 또는 DNA 합성(Synthesis) 과정이 필수적인데, 이 과정들이 각기 따로 존재한 채 통합되지 않아 큰 비용을 초래함은 물론이고 수작업에 의존함으로써 현대 의료 및 분자생물학 연구의 대량고속(High-throughput) 수요에 대응할 수 없었습니다.

이러한 현 산업의 한계를 극복하기 위하여 DNA 소재 및 시약 개발 기술, 광학 기기 및 자동화 장비 개발 기술, 미세유체 및 반도체 공정 기술, Bioinformatics 알고리즘 개발, 유전체 빅데이터 분석기술 등 원천기술 개발에 집중하여 BT-NT-IT를 아우르는 다학제간 기술융합을 통한 혁신을 이뤘습니다. 그중에서도 NGS라는 메가트렌드 플랫폼을 기반으로 DNA 분리, 증식, 분석, 회수를 통합한 혁신적 클로닝 기술을 개발했고 이를 MSSIC (Massively Separated and Sequence Identified Cloning)이라 명명하였으며, 이 혁신을 통해 분자클로닝의 ‘저비용, 대량고속 수요 대응’이라는 산업의 문제를 해결 하였습니다.

당사는 혁신적인 차세대 클로닝 기술인 MSSIC 기술뿐만 아니라 세 가지 제품화 기술을 개발하여 (1) Target Capture 키트, (2) 면역 레퍼토어 분석 솔루션, (3) 차세대 시퀀싱 솔루션 사업을 수행하고 있습니다. 당사의 제품은 병원, 수탁검사기관, 제약사, 종자회사, 연구소 등 바이오산업의 주요 기관들에 공급되어 진단, 신약개발, 종자개발, 합성생물학, 마이크로바이옴, 학술연구 등 폭넓은 곳에서 가치를 만들어 내는 데 필수적인 소재로 사용됩니다.

(나) 제품 개요 및 주요 제품별 Target 시장 소개

아래 표는 당사의 기술과 제품이 적용되는 현재와 미래의 타겟 시장을 나타냅니다.

[당사 기술/제품이 대상으로 하는 시장, 음영 부분은 현재 시장 진입 완료]

시장 분류	당사 제품	용도

대분류	중분류	소분류

의료	진단	Germline
(생식세포돌연변이 검사)	유전질환	Target Capture 키트	환자, 일반인을 대상으로 한, 질병의 진단 및 질병 발생 위험 예측

Somatic
(체세포 돌연변이 검사)	고형암	Target Capture 키트	암 유전자 분석을 통한 맞춤형 치료
예후 예측

액체생검	Target Capture 키트	재발 추적관찰
암 조기 진단

혈액암	Target Capture 키트	맞춤형 치료

면역 레퍼토어 분석 솔루션	치료 효과 모니터링
재발 모니터링

기존 PCR/Sanger 기술 시장	차세대 시퀀싱 솔루션 (BTSeq)	긴 길이의 DNA 서열분석
High-throughput 지노타이핑
코로나 19 등 호흡기 바이러스 전장서열분석

치료	항체 발굴	면역 레퍼토어 분석 솔루션	항체 발굴 과정 단축

바이오의약품 생산
(세포주 QC)	Target Capture 키트	유전체 내 삽입된 기능을 하는 DNA(Insert)의 위치 및 반복수의 정밀 분석
세포주 생산 QC

비의료	동식물 육종	Target Capture 키트	분자육종을 위한 High-throughput Genotyping
종자 개발 기간 단축, 비용 절감

연구 (유전자 분석이 필요한 모든 종류의 연구)	차세대 시퀀싱 솔루션 (BTSeq)	Sanger 시퀀싱 기술 대체

합성생물학	차세대 시퀀싱 솔루션(BTSeq)	Sanger 시퀀싱 기술 대체

1) Target Capture 키트

의료산업 중 진단에 있어서 정밀의료 트렌드가 파급됨에 따라 각 개인의 유전자형에 따른 (Germline) 진단과 종양 조직 별 특이적인 (Somatic) 진단이 메이저 트렌드로 자리 잡았으며 약 10년 전부터 NGS (Next Generation Sequencing)이 주 방법론으로 자리 잡았습니다. 당사는 NGS 플랫폼 상에서 위 두 가지 형태의 진단이 가능토록 당사 고유의 MSSIC기술과 차세대 유전자 포획 기술을 활용하여 고순도 합성 DNA가 핵심 원료인 Target Capture 키트를 개발, 생산하여 아래와 같은 시장 카테고리에 공급 및 공급 계획입니다.

구분	내용

Germline 진단	유전성 암, 선천적 유전질병 등을 진단하며 현재는 환자나 고위험군을 진단 대상으로 하고 있습니다. 당사 제품은 국내에서는 까다롭고 수준 높은 주요 대학병원들 및 수탁검사기관에 진입하였습니다.
해외 경쟁사들과 동등한 비교 평가를 거쳐 당사의 제품이 선택되어 공급하고 있습니다. 그리고 유전성암, 고지혈증, 뇌졸증 발병 위험을 사전에 알 수 있기 때문에 일반인을 대상으로 하는 건강검진 시장이 국내에서도 열려 본격적으로 시장이 확대되는 추세입니다.
규모가 큰 중국시장은 북경 지점에 주재원 및 현지직원들을 두어 시장진입 활동을 펼치고 있으며 DTC (Direct To Customer) 형태로 큰 시장도 진입할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 터키, 헝가리, 오스트리아, 스페인 등 유럽과 중동 시장에도 매출을 일으키며 진입하고 있습니다.

Somatic진단	암 유전자 돌연변이 검사를 통해 정확한 항암제 혹은 치료법을 선택할 수 있도록 하여 암 환자의 생존율을 높입니다. 국내 주요 대학 병원을 대상으로 매출을 일으키고 있으며 국내 성공 사례를 바탕으로 해외 시장도 진입 중입니다.

액체생검	암 발병의 경우 혈액에 종양 돌연변이 유전자가 극미량 떠돌아다니는데, 이를 당사 제품으로 진단하여 영상의학 대비 조기에 암을 진단할 수 있습니다. 종양 임상 분야에서는 이미 확립된 방법론으로 인정되고 있으며 국내 고객을 통해 시장에 진입하고 있습니다.

QC솔루션	바이오제약사는 생산관리 분야에서 세포주의 품질 및 유지관리가 중요한데 이에 필수적인 QC솔루션을 구현하여 국내 복수의 바이오제약사와 테스트 및 상용 서비스를 수행하였습니다.

다종호흡기바이러스검출키트	각종 호흡기질환을 발생시키는 코로나, 인플루엔자, 아데노 바이러스 등의 주요 바이러스 39종에 대해 동이 다발적으로 검출을 진행하는 키트입니다. 또한 다종 바이러스가 동시에 감염되었을 때에도 이 바이러스들의 정성 및 정량 분석과 돌연변이를 포함한 전장 유전체 분석을 가능하게 하는 제품입니다.

육종시장	분자 마커 스크리닝을 통하면 통상 6년 정도에 걸리는 육종 기간을 절반으로 단축할 수 있습니다. 이때 필요한 Target Capture 키트를 육종 시장에 진입을 시도하고 있습니다.

2) 면역레퍼토어 분석 솔루션

바이오제약사는 매우 많은 수의 후보항체 중 적합한 항체들을 걸러내는 것이 관건이며 수차례의 반복적인 필터링 작업을 반복합니다. 각 과정마다 실험, DNA서열분석, DNA합성을 반복하는데 DNA서열분석 및 합성을 하나의 통합된 과정으로 대체하면 전체 필터링기간을 단축할 수 있으며 이로써 경쟁력을 높일 수 있습니다. 당사는 MSSIC 기술을 일부 변형하여 TrueRepetoire라는 서비스를 개발하여 바이오제약사에 제공하고 있습니다. 고객은 CRO (Contracted Research Organization) 및 바이오제약사이며 미국, 영국, 국내의 주요 업체로부터 문의 및 주문을 받고 있습니다.

또한 TrueRepetoire와 관련된 일부 기술을 원용하여 Immune Profile을 분석하는 Immune Profiling 분석 서비스를 개발하여 국내 바이오제약사를 대상으로 매출을 올리고 있던 바 응용분야를 혈액암 MRD(Minimal Residual Disease) 진단에도 활용할 수 있음을 알게 되었고 현재 국내 메이저 수탁검사업체 및 대형병원, 혈액종양협회 협조를 얻어 제품개발을 하고 있습니다.

'19년 서울시 바이오·의료 기술사업화 과제에 지원하여 기술성과 제품성을 인정받았으며, 그 결과 해당 과제에 선정되어 연구비 지원을 받게 되었습니다. 해당 키트를 공동개발 완료한다면 급성 림프구성 백혈병(ALL, Acute Lymphocytic Leukemia)의 MRD 진단 키트화 하여 현재 유일한 키트인 미국 InvivoScribe社 제품을 대체할 것을 기대하고 있으며 글로벌 시장 진출도 가능할 것으로 전망하고 있습니다.

3) 차세대 시퀀싱 솔루션

MSSIC 기술의 일부를 변형, 활용하여 기존 DNA 시퀀싱 방법 중 하나였던 생어 시퀀싱을 대체할 수 있는 기술을 개발 중이며 완료단계에 접어들었습니다. 당사는 이 기술을 활용하여 ‘차세대 시퀀싱 솔루션’인 BTSeq (Barcode-Tagged Sequencing) 제품을 출시하여 연구용 생어 시퀀싱을 대체할 수 있을 것으로 판단하고 있습니다.

해당 시장은 이미 현존하는(Existing) 시장이며 시퀀싱의 성능 및 가격에 의해 바로 대체될 수 있는 시장이기 때문에 비교적 단기간에 매출이 증대될 것으로 기대하며 글로벌 시장 진출도 신속하게 이뤄질 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

당사는 BTSeq을 활용하여 최근 국내외 크게 이슈가 되고 있는 코로나바이러스(COVID-19)의 돌연변이 전파를 1일 이내에 바이러스 전장염기서열을 정확히 분석할 수 있는 솔루션을 개발하여 질병관리본부에 서비스를 제공하였습니다. 기존 RT-PCR법은 검사에 걸리는 시간이 빠르지만 돌연변이 유무를 검사할 수 없어 역학 계통 연구에는 적용할 수 없습니다. 기존 Sagner 시퀀싱 및 NGS 기술은 전장서열 분석을 할 수는 있지만 분석에 걸리는 시간이 수일에서 수주일으로 오래 걸립니다. 이에 당사는 BTSeq을 국내 뿐만 아니라 현재 크게 이슈가 되고 있는 유럽 및 중동 지역에 공급을 진행 중입니다.

(다) 회사의 성장과정[회사의 성장과정]

회사의 성장과정.jpg 회사의 성장과정

1) 원천기술 개발기

당사는 분자생물학, 유전학, Bioinformatics, 반도체 공정, 광학 등 다학제간 기술을 융합하여 분자 클로닝 기술 혁신하여 현대 의학 및 분자생물학 연구에 이바지하고자2010년 11월 서울대학교 반도체 공동연구소 내 설립되었습니다.

설립후 약 3년간 ① DNA 소재 및 시약 개발 기술, ② 광학 기기 및 자동화 장비 개발 기술, ③ 미세유체 및 반도체 공정 기술, ④ Bioinformatics 알고리즘 개발, ⑤ 유전체 빅데이터 분석기술 등을 개발하는 등 R 집중 하였으며 그 결과 기존 클로닝 기술의 문제점을 혁신적으로 해결한 새로운 개념의 클로닝 기술 ‘MSSIC (Massively Seperated and Sequence Identified Cloning)’기술을 개발하였습니다.

[MSSIC 기술 구성기술]

기존 클로닝 기술의 경우 ① 개별적으로 공정이 분리되어 자동화되기 어렵고, ② DNA가 융합된 Complex Pool을 분리/증식/분석/회수 과정에서 많은 비용과 오랜 시간이 소요되었는데 비해 MSSIC기술을 활용할 경우 이러한 과정을 하나의 과정으로 통합하여 기존 기술대비 공정시간은 1/100, 비용은 1/50로 줄일 수 있습니다. 당사는 핵심 기반기술 MSSIC 기술을 활용하여 ① 고순도 DNA합성 및 대량의 유전자 클로닝, ② Target Capture Kit의 핵심 소재인 고순도 Probe 개발, ③ 다량의 클론분리, 서열확인을 통한 항체발굴을 하는 등 세부 기술 개발하였으며, 이는 현재 회사의 주요 기술 제품의 기반이 되는 기술입니다.

2) Target Capture 키트 제품 개발 및 시장 진입

당사는 당사의 기술 역량을 살려 경쟁우위를 확보할 수 있는 분야를 탐색하다가 NGS Target Capture 키트를 첫 사업 아이템으로 정하고 제품화에 착수했습니다. 당사의 Target Capture 키트의 사업화 결정 당시인 2012년 하반기에 정부의 다부처 유전체 사업이 예비타당성조사에서 타당성을 인정받아 약 5,800억원의 정부 연구비가 향후 수년에 걸쳐 투입될 예정이었습니다. 당사는 이때 여러 업계의 전문가들과 면담 및 논문 스터디 등을 통해, 향후 NGS가 실용화 되면 가장 큰 부가가치를 창출할 수 있는 분야는 NGS Target Capture 키트 분야(현재 당사의 사업 영역)라고 판단했습니다.

그리고 해당 분야는 기술 진입 장벽으로 인해 당시 전 세계 시장에는 미국의 4개 회사만이 제품을 공급하고 있었으며, 국내 시장은 100% 수입에 의존하고 있던 상황이었습니다. 당사는 당사 고유의 기술력을 바탕으로 기술 진입 장벽을 극복할 수 있겠다고 판단하였습니다. NGS 장비 시장에서는 한국이 한발 늦었지만, 시약(Target Capture 키트) 분야는 당사의 기술을 활용하면 제품 개발에 성공할 수 있고, 성능 및 가격 경쟁력을 확보하면 글로벌 시장에서 사업 성공 확률이 높다고 판단하였습니다.

전체 NGS 검사(Target Sequencing)에 사용되는 소재 중 가장 고가의 소재가 Target Capture 키트입니다. 전체 NGS 검사에 사용하는 소재 비용 중 Target Capture 키트가 차지하는 비중이 적게는 40%에서 많게는 70% 수준이며, 당사의 시장 조사 결과, 고객들은 Target Capture 키트의 조달 비용을 낮추는 것이 원가 경쟁력을 확보하는 데 중요한 일임을 확인 하였습니다.

[Target Sequencing 공정도 및 Target Sequencing 비용구조]

42. target 시퀀싱 공정도.jpg target 시퀀싱 공정도
43. 타겟시퀀싱 비용 구조.jpg 타겟시퀀싱 비용 구조

자료: NGS Method for Clinical Test, OxfordGene Techonology를 기반으로 당사가 가공

또한 이 Target Capture 키트의 성능은 검사 결과의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 즉, Target Capture 키트의 캡춰 성능이 낮게 되면 실제 검체에는 돌연변이가 존재하지만 검사 결과에서는 음성으로 리포팅 되고 이를 극복하기 위해서 시퀀싱 양을 늘리게 되면 검사 기관의 원가가 상승하게 됩니다. 당사는 고객들이 제품의 성능을 평가할 때 사용되는 품질 지표가 고객들의 검사 현장에서 손쉽게 모두 숫자로 표시된다는 점에 집중하였습니다.

즉, On-target ratio, Coverage, Uniformity와 같은 Capture 성능을 표현하는 지표는 고객들이 검사실에서 매 검체의 QC 기준으로 활용되고 있었습니다. 당시 고객들은 해외 제조사의 제품들의 customized 제품 공급의 품질 정책 및 가격에 대해 불만이 있는 상황이었습니다. 소수의 공급회사만이 공급을 하고 있기 때문에 다른 제품 선택지가 없어 불만이 있는 상황이었습니다.

이에 당사는 당사의 경쟁사들은 모두 규모가 큰 경쟁사들이지만 좋은 품질의 제품을 개발하여 합리적인 가격으로 공급하면 고객들은 당사 제품의 우수성을 손쉽게 숫자로 정확하게 확인할 수 있으므로 승산이 있겠다는 판단을 하였습니다. 또, 이 Target Capture 키트 소재는 전 세계에서 4개사만이 공급하고 있기 때문에 국내 시장 뿐만 아니라 세계 각국의 시장에도 당사 제품의 경쟁우위가 전달되면 진입이 가능하겠다는 생각을 하였습니다.

당사는 기반 기술인 MSSIC기술을 활용하여 2013년 7월 전 세계에서는 5번째, 북미를 제외한 지역에서는 최초로 Target Capture 키트 제품화에 성공하였습니다. 이를 활용하여 2013년 8월부터 Customized Target Sequencing 서비스를 개시하며 영업활동을 시작 하였습니다. 당사가 제품을 출시할 당시에는 전 세계적으로는 아직 NGS 장비를 보유하고 있는 고객들이 많지 않았고 오히려 검체를 보내줄 테니 검사 결과를 달라는 분석 서비스 수요가 많았기 때문에 당사의 Target Capture 키트 사업은 초기에는 서비스 형태로 공급이 되었습니다. 초창기에는 대학병원 연구소, 의과대학 연구소가 주 고객이었습니다.

[Target Capture 키트 상용화 회사 비교]
44. target capture 키트 비교자료.jpg target capture 키트 비교자료

이후 2017년 국내 NGS 검사실 인증 제도와 NGS 검사가 건강보험에 적용가능한 항목으로 등록이 되면서 전국의 병원 및 수탁검사기관에서 NGS를 도입하게 되었고, 당사는 이 때부터 본격적으로 당사의 Target Capture 키트 제품을 공급하여 고객의 검사실에서 당사의 제품을 이용하여 직접 검사가 가능하도록 하고 있습니다.

현재 당사의 제품과 서비스는 국내 대형 대학병원 및 수탁검사기관에 공급되고 있습니다.

3) 제품군 확대 및 해외시장 진출을 통한 본격 성장기 돌입

헬스케어시장에서 국내시장의 규모가 매우 작고 상대적으로 글로벌 시장은 매우 크기 때문에 양산업체로서 매출 확대를 위해 시장 개척 초기부터 글로벌 시장에 진입에 힘쓰고 있습니다.

NGS 임상 시장이 열린 지 오래된 미국 시장과는 달리, 당사가 집중하는 국내, 유럽 및 중동, 그리고 중국 시장은 2016-2017년 사이 거의 동시에 NGS 임상검사 제도가 마련되어 활발히 신규 진입자들이 생기고 규모가 커지고 있습니다. 그리고 당사의 경쟁사들은 모두 소수의 미국 회사들인데, 이들이 직영(direct sales)하는 미국 시장과는 달리, 국내, 유럽 및 중동, 중국 시장에서는 당사의 우수한 제품 경쟁력으로 미국업체의 영향력이 덜하고 미국 내 시장에서 그들의 번들링 강점이 없이 같은 입장에서 경쟁하는 것이기 때문에 급격히 성장하고 있는 상기 지역 시장 개척에 역량을 집중하는 전략을 취하고 있습니다.

[당사 해외진출 및 해외진출 계획 국가]
45. 해외 시장 진출, 진출예정 국가.jpg 해외 시장 진출, 진출예정 국가

현재 당사는 국내, 프랑스, 터키, 스페인, 오스트리아, 헝가리, 그리스, 중국, 대만 등 지역에 제품을 공급하고 있으며 확대 중입니다. 국내외 지역에서 당사의 제품은 해외 타사 제품들과 동등한 평가를 거쳐 그 우수성이 입증되어 시장 진입이 되고 있습니다. 당사의 우수한 기술경쟁력, 제품경쟁력은 시장에서 당사의 제품을 구매하는 고객으로부터 이미 증명이 되고 있습니다.

이러한 레퍼런스를 바탕으로 중국 및 북미시장까지 진출하여 당사가 지향하는 ‘바이오 소재’기업으로 도약을 목표로 합니다.

(2) 제품 및 서비스 설명

NGS 기술을 활용한 DNA 시퀀싱은 타겟의 범위에 따라 타겟 시퀀싱(targeted panel sequencing), 및 전장 유전체 시퀀싱(whole genome sequencing)으로 나뉠 수 있습니다. 그리고 타겟 시퀀싱은 타겟 영역의 크기에 따라 타겟 유전자 패널 시퀀싱과 엑솜 시퀀싱으로 나뉠 수 있습니다. 전체 염기서열에 대한 NGS 분석을 하여 모든 DNA의 데이터를 얻는 것을 전장게놈분석(whole genome sequencing, WGS)이라 하고, 원하는 유전자 부위만 보기 위해 DNA 혹은 RNA를 선별(Target Enrichment)하여 NGS 분석을 하는 것을 타겟유전자분석(targeted sequencing)이라고 합니다.

[Taget DNA 범위에 따른 DNA 시퀀싱의 종류]

46. target 범위에 따른 ngs시퀀싱.jpg target 범위에 따른 ngs시퀀싱

자료: Next Generation Sequencing 기반 유전자 검사의 이해, 식풍의약품안전평가원

전장게놈분석(WGS)의 경우 약 30억개의 DNA를 분석해야하는 반면, Target Sequencing(타겟유전자, 엑솜시퀀싱)의 경우 그보다 더 적은 유전자를 유전자에 대해 분석합니다. 전장게놈분석(WGS)의 경우 유전체 내에서 질병 및 기타 생명현상과 관련성이 입증되지 않은 영역이 매우 많은 비중을 차지하기 때문에, 이 관련성이 확인된 영역만을 선별해서 분석하는 타겟유전자 분석기술(Targeted Sequencing)은 전장게놈분석(WGS) 비용/시간이 절감되는 반면 더 높은 정확성을 자랑하기에 NGS 기술 중 가장 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.

NGS 기술 중 가장 큰 분야에 적용되는Target Sequencing(WGS vs Targeted sequencing)

47. ngs 시퀀싱의 종류.jpg ngs 시퀀싱의 종류

자료: NGS Method for Clinical Test

타겟유전자 분석(Targeted Sequencing)에서 유전사 분석비용을 낮추는 핵심 기술제품이 Target Capture 키트입니다. Targeted Sequencing 공정은 크게 ① Sample Preparation, ② 시퀀싱(Targeted Capture Sequencing)과 ③ Bioinfomatics 로 분류됩니다. 이때 Sample Preparation 공정이 가장 많은 비용이 소요되며, 이 중 유전자를 선별(Target Enrichment)하는 Target Capture 키트가 가장 큰 비중을 차지합니다. 이를 통해 타겟유전자 분석(Targeted Sequencing)을 위한 가장 고가의 핵심 시약이 ‘Target Capture 키트’임을 알 수 있습니다 . 당사는 Targeted Sequencing의 핵심 시약인 ① Target Capture 키트와 ② Target Capture 키트를 활용한 타켓유전자 분석 서비스를 주요 사업으로 영위하고 있습니다.

(가) Target Capture 키트 제품

1) Target Capture 키트 제품 라인업

제품	제품유형	하위 제품	응용 분야

Target Capture 키트	Customized Panel	-	Target Sequencing 전 분야

Pre-set Panel	Cancer Screen 키트	고형암

BRCA1, 2 키트	고형암 및 유전성암

OncoRisk 패널	유전성 암

Pan-Cancer 패널	고형암

Clinical Exome 패널	포괄적인 유전질환

Pharmaco-Screen 패널	약물유전체

CRV 패널	호흡기 바이러스 검출

-	FiMICS 패널	심혈관 질환

Magnetic Bead	Clean-up 비드	NGS 실험 소모품

StAV 비드	NGS 실험 소모품

당사의 주력 제품인 Target Capture 키트는 (1) Customized Panel, (2) Pre-set Panel, (3) Magnetic Bead로 나눌 수 있으며, 암 및 유전질환, 약물유전체, 심혈관질환 등 다양한 분야에 응용이 가능합니다.

2) 하위 제품별 주요내용

제품명	설명	세부내용

Cancer Screen	암을 유발시킨다고 알려진 유전자 20개에 생긴 체세포 돌연변이를 분리, 분석하여 암의 유발 변이를 탐색할 수 있는 패널	체세포 돌연변이에 의해 유발된 암의 경우, 치료 성공은 다양한 돌연변이의 검출할 수 있는 성능뿐 아니라 미량 존재하는 변이를 검출할 수 있는 성능에 달려있습니다. 최근 환자 맞춤형 정밀 의학의 발달은 유전체 기술을 접목하여 치료 옵션을 바꾸거나 수술 후 재발을 모니터링 하는 것에도 효율적으로 이용하고 있습니다.
Cancer Screen 패널은 높은 정밀도와 정확성으로 미량 존재 돌연변이의 심층 시퀀싱 및 검출을 가능하게 합니다.

BRCA1, 2	차세대 시퀀싱 기술 (NGS, Next Generation Sequencing)과 혼성화 기술을 기반으로 한 BRCA1, BRCA2 유전자 변이를 검출할 수 있는 패널	종양 억제 유전자로 DNA repair 및 cell cycle 조절 체계에 필수적인 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다. 이들 유전자에 생긴 변이는 암 발생에 치명적 원인으로 작용하며 특히 유전성 유방암과 난소암의 절반 정도는 BRCA1, BRCA2 유전자의 변이에서 기인한다고 알려져 있습니다.
BRCA 1, 2 패널은 잠재적 유방암 발병 인자로 존재하는 변이들을 분리하여 분석할 수 있도록 함으로써 대상 검체의 유방암 발생 인자들은 조기에 탐색할 수 있도록 합니다.

OncoRisk	유전적 원인으로 발생되는 암과 관련된 31개의 유전자를 특이적으로 분리, 분석하도록 설계된 암 테스트 패널	유전적으로 암을 초래할 수 있는 잠재적 원인 유전자의 돌연변이를 확인함으로써 건강 검진을 통해 정확하고 예측 가능한 잠재 암 발병에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 특히, 특정 암에 대한 가족력이 있거나 조기에 암 진단을 받은 가족이 있는 등 유전성 암 발병의 위험도가 높다고 판단될 때 수행할 수 있는 암 예측 유전자 검사를 가능하게 합니다.

Pan-Cancer	고형암에서 암을 유발한다고 알려진 포괄적인 유전자 약 400여개를 분석할 수 있게 하는 대형 패널	기본적으로 CancerScreen 제품의 사용범위와 동일하나, 분석 가능한 유전자가 폭넓어 진단뿐만 아니라 연구 및 다양한 암종에 모두 적용 가능한 패널입니다

Clinical Exome	Human whole exome 영역 중 임상적으로 유의미한 유전자들을 포괄적으로 분석할 수 있는 패널	각종 유전질환에 해당되는 유전자를 포함하여 유전질환에 대한 광범위한 분석이 가능합니다. Human whole exome 유전자들 중, 임상적 연계성이 보고된 유전자들만을 선별하여 분석하므로, whole exome sequencing에 대비하여 적은 Sequencing throughput으로 비용을 절감하여 정확한 분석을 할 수 있습니다

Pharmaco -Screen	약물의 반응성과 관련된 유전자들을 포괄적으로 분석할 수 있는 패널	전혈(Whole Blood)로부터 추출된 Human genomic DNA 유전자 중 19개 유전자의 돌연변이를 차세대 염기서열분석법(NGS)로 정성 분석하여 관련 약물의 선택, 용량 조절 등을 예측, 처방하는데 도움을 주는 패널 입니다.
기존 Sanger검사법과 비교하였을 때, 적은 양의 검체를 사용해 훨씬 많은 유전자들을 낮은 비용으로 정확히 검사할 수 있습니다.

CRV	다종의 호흡기 질환 관련 바이러스를 매우 정확하게 검출할 수 있는 패널로 COVID-19 및 인플루엔자 등의 다종 바이러스에 동시 감염되었을 때에도 이를 확인할 수 있으며, 각 바이러스의 전장 시퀀스와 돌연변이까지도 검출할 수 있음	CRVP(Comprehensive Respiratory Virus Panel)는 표적 호흡기 바이러스로 개발된 키트입니다. 특정 바이러스 균주를 감지하고 식별까지할 수 있을 뿐만 아니라 바이러스의 전체 염기서열을 확인할 수 있는 패널입니다. 이 패널의 목적은 바이러스 염기서열을 매우 효율적으로 검사하고, 신뢰할 수 있는 분석결과를 생성하는 것입니다. 이를 통해 바이러스의 종을 확인하고 돌연변이를 확인하여 새로운 종류의 바이러스 존재여부까지 확인할 수 있습니다.

Clean-up 비드	NGS 실험 과정(Sample Preparation)에서 핵산 정제 목적으로 사용됨.	NGS 실험 과정에서는 수차례에 걸친 시약 교환 과정이 필수적인데, 이 때 핵산(DNA) 분자를 비드에 결합시켜 시약을 교체하여도 핵산 분자는 그대로 용기 내에 있도록 하는 기능을 합니다.

3) Target Capture 키트 제품의 구성

제품	제품구성	내용

Target Capture 키트	Library preparation Box #1	파편화된 DNA의 유전자 분석용으로 library화 하기 위한 enzyme으로 구성

Library preparation Box #2	Ligated된 DNA에 샘플 식별 코드와 시퀀싱 어댑터를 도입, 라이브러리를 증폭하기 위한 과정에 사용되는 시약으로 구성

Target capture solution Box #1	Capture 과정에서 타겟이 아닌 영역들을 block 시키기 위한 시약

Target capture solution Box #2	wash buffer들과 hybridization을 위한 buffer로 구성

Target capture solution Box #3	Targeted sequencing을 위한 표적유전자 타겟 영역의 포획을 위한 Probe (Solution 상태와 Powder 상태 2가지 종류)로 구성

Magnetic Bead	Clean-up Bead	용량 별 4가지 (3ml, 11.5ml, 50ml, 500ml)로 구성

당사의 Target Capture 키트의 판매는 통상적으로 제품구성에 나열되어 있는 5개위 박스와 비드를 포함하여(Aill-in-one 키트) 하나의 제품으로 판매하고 있으나, 고객의 요청에 따라 각 박스별로 개별 판매되기도 합니다.

또한, 하위제품으로 구분되는 질환별 키트의 경우 Target capture solution Box #3의 Probe에 의해서 결정되며 기타 구성품은 동일합니다.

프로브(Probe)란 Target Sequencing을 위하여 원하는 유전자 부위만을 선별하는 기능을 담당하는 소재입니다. 표적 영역에 상보적으로 결합할 수 있는 프로브들로 구성된 패널을 이용하여 전체 DNA 라이브러리에서 원하는 영역을 포함하는 DNA만을 추출하게 됩니다. 따라서 프로브가 어떤 유전자를 선별하도록 디자인 되는지에 따라 그 제품의 응용이 결정됩니다.

[분석 Target에 따른 프로브 디자인 예시]
48. 프로브모식도.jpg 프로브모식도

프로브가 얼마나 타겟 영역에 특이적(specific)으로 결합하는 율, 타겟 영역에 결합하는 세기 등은 프로브의 디자인과 프로브 합성 결과물의 품질에 크게 좌우됩니다.

또한 타겟영역을 특이적(specific)으로 잘 선별하는 것이 원가에 큰 영향을 미치게 됩니다. 예를 들어 On target Ratio가 40%와 80%일 때를 비교하면 40%일 때의 시퀀싱 량을 80%에 맞추기 위해서는 그 비용이 2배가 차이납니다. 일반적으로 실험에 소요되는 재료비 중 프로브 가격이 약 40~60%임을 고려한다면, Target 영역을 특이적(Specific)으로 선별하는 것이 원가절감에 큰 영향을 미칩니다.

프로브는 타겟 시퀀싱에서 가장 핵심되는 소재이며, 전 세계에서 당사를 포함하여 6개의 회사만이 프로브 소재를 공급 하고 있으며 아시아와 유럽, 중동에서는 당사가 유일합니다.

당사 Target Capture 키트의 주요 특징은 모든 종류의 유전적 변이들에 대한 분석이 가능하고, 높은 coverage(많은 수의 시퀀싱리드 분석)와 uniformity(균일성), 높은 민감도, low false negative와 적은 양의 샘플 및 저하된 샘플에 대해서도 분석이 가능하며, 시장에 공급된 모든 NGS 장비에 호환이 가능 합니다. 또한 모든 Customized panel에 대하여 출고 전에 사전 성능 검증 데이터를 제공하여 제품에 대한 신뢰도를 높이고 있습니다.

(나) NGS (Next Generation Sequencing) 분석 서비스

당사의 Target Capture 키트를 활용한 Target Sequencing 중심의 NGS 서비스도 제공하고 있습니다. 당사 NGS서비스는 크게 NGS 분석서비스와 면역레퍼토어 분석 솔루션으로 분류됩니다.

서비스	서비스 유형	하위 서비스	응용 분야

NGS 서비스	NGS Sequencing	Whole genome
Sequencing (WGS)	연구 목적 등을 위한 WGS

Whole exome Sequencing (WES)	연구 목적 등을 위한 WES

Target Sequencing	당사의 Target Capture 키트를 이용한 실험 서비스

Target RNA sequencing

기타 분석서비스	연구 목적 등을 위한 기타 분석서비스

면역 레퍼토어 분석 솔루션	TrueRepertoire	항체발굴 및 신약개발

Immune Profiling

2) NGS Sequencing 서비스

당사가 수행하는 NGS Sequencing의 경우 전장게놈분석(Whole Genome Sequencing)을 제외하고는 모두 당사의 Target Capture Kit를 활용하여 분석서비스를 제공하고 있습니다. 각 분석 서비스의 세부내용은 아래와 같습니다.

서비스명	설명	세부내용

Whole genome Sequencing (WGS)	특정 유전자 부위가 아닌 genome 전체의 DNA sequence를 확인하여 한 개체의 전체 유전체를 확인 할 수 있는 sequencing 기법	WGS는 인체 유래물로부터 추출한 gDNA를 시퀀싱 기기에 적용 가능한 형태로 만들어 주는 Library prep.과정을 거친 후 Target을 골라내지 않고 바로 시퀀싱 BI를 통해 분석하여 data를 고객에게 제공

Whole exome Sequencing (WES)	Exome (protein - coding region을 가진 유전자 전체)을 Target으로 capture하여 protein을 encode하는 유전자 전체를 확인할 수 있는 sequencing 기법	WES은 WGS과 같이 Library prep.을 한 후 protein을 encode하는 모든 유전자를 target으로 target capture한 후 시퀀싱을 진행, 시퀀싱 한 후 BI를 통해 분석하여 분석결과 data를 고객에게 제공

Target Sequencing	고객이 관심 있는 유전자들의 영역을 Target으로 capture하여 특정 유전자의 정보를 집중적으로 확인할 수 있는 sequencing 기법	WES과 같이 Library prep.을 진행한 후 capture를 진행하는 것은 같지만, target으로 하는 영역이 고객이 원하는 특정 유전자 범위로 제한
확인하는 영역이 비교적 작기 때문에 적은 비용으로 관심 영역을 여러 번 반복적으로 읽어 정확도가 높은 data를 고객에게 제공
이에 따라 Library prep.을 진행한 후 관심 유전자 영역을 target capture한 후 시퀀싱을 진행
시퀀싱 한 후 BI를 통해 분석하여 분석결과 data를 고객에게 제공

RNA Sequencing	고객이 제공한 RNA를 cDNA로 변형하여 Target 유전자의 정보를 집중적으로 확인할 수 있는 sequencing 기법	고객이 제공한 RNA sample을 일련의 과정을 통해 cDNA로 만든 후 gDNA와 동일하게 Library prep.을 진행하고 고객이 관심 있는 영역을 Target capture하여 시퀀싱을 진행
시퀀싱을 진행한 후 BI를 통해 분석하여 분석결과 data를 고객에게 제공

기타 분석서비스	Sample QC (gDNA, cfDNA, RNA)	Electrophoresis (전기영동)기법을 기반으로 한 Tape-Station 기기를 통해 고객이 보내준 sample 자체 혹은 인체 유래물에서 추출된 DNA, RNA의 농도와 Quality를 확인하여 QC report를 작성하여 제공

gDNA Extraction (Blood, Tissue, FFPE, Saliva 등)	인체 유래물에서 실험에 필요한 gDNA 등을 추출하기 위한 기술이 필요한 고객을 대신하여 다양한 형태의 인체 유래물에서 g-DNA를 추출하고 추출한 g-DNA를 Tape Station을 활용하여 QC (농도 및 quality 확인)한 후 고객에게 QC report와 gDNA를 제공

Target capture only (Hybridazation only)	Hybridization을 진행을 할 수 있는 적절한 기기 (혹은 기구)나 숙련된 실험자가 없는 고객에게 Library prep.이 완료된 sample을 수령한 후 target capture를 수행하고 결과물 captured DNA와 시퀀싱을 진행한 후 BI를 통해 분석하여 분석결과 data를 고객에게 제공

Pooling Sequencing ing	Pooling은 NGS는 다수의 sample을 한 번에 시퀀싱이 가능한 장점을 가짐
이때 각 Sample 마다 필요한 data 양이 다른 경우가 있는데, 이를 위해 각 sample의 input amount를 조절하여 시퀀싱 하는 과정을 pooling이라 하며, 고객에게서 실험이 완료된 sample을 수령하여 pooling과 sequencing만 진행해주는 서비스로 TapeStation으로 각 sample의 농도를 확인하여 pooling한 후 sequencing을 진행한다. 시퀀싱 한 후 고객이 원하는 분석방법으로 BI를 통해 분석하고 분석결과 data를 고객에게 제공

Sequencing only	실험이 완료되고 pooling까지 완료된 pooling sample을 고객이 보내주면 시퀀싱을 진행해주는 서비스. 시퀀싱을 진행한 후 BI를 통해 분석하고 분석결과 data를 고객에게 제공

3) 면역 레퍼토어 분석 솔루션

글로벌 시장조사기관 Evaluate Pharma에 따르면 최근 고령화로 인한 중증, 난치성, 퇴행성 질환의 증가로 바이오의약품 시장이 가파르게 성장하여 2024년까지 약 3,830억달러 규모의 시장을 형성할 것으로 전망하고 있습니다.

[글로벌 바이오의약품 시장성장 추이 및 글로벌 10대 블록버스터 의약품]
49. 글로벌 바이오의약품 시장성장 추이.jpg 글로벌 바이오의약품 시장성장 추이
글로벌 10대 블록버스터 의약품.jpg 글로벌 10대 블록버스터 의약품
자료: 한국바이오의약품협회 재가공,Evaluate Pharma World Preview 2018, Outlook to 2014(2018.06)

글로벌 매출 상위 10대 블록버스터 의약품을 살펴보면, 바이오의약품이 주를 이루고 있으며 그 중에서도 항체를 활용한 의약품이 대부분을 차지하고 있음을 알 수 있습니다. ‘항체(Antibody)’란 인체 내에 들어온 외부 유래 물질인 항원에 대응하여 면역반응에 의해 유도되는 체내물질로 암, 자가면역 질환 등의 생명을 위협하는 질병들의 진단 및 치료에 널리 이용되고 있습니다. 면역관물 조절 항함 항체의약품 등 차세대 항체의약품의 등장과, 기존 블록버스터 항체의약품의 특허만료로 인한 바이오시밀러 제품이 출시될 경우 항체를 활용한 의약품, 진단 시장은 더욱 증가할 것으로 예상됩니다.

[특허만료 및 만료예정 블록버스터 항체의약품 종류]
50. 특허 만료 및 만료 예정 항체 의약품.jpg 특허 만료 및 만료 예정 항체 의약품
자료: Cortellis, 키움증권

항체의약품 개발시 항원에 결합하는 항체들을 스크리닝하여, 선도항체를 획득하는 과정을 거치게 됩니다. 항원에 대한 결합력 이외에도 다양한 특성을 검증하여 수준미달의 항체는 신약개발 과정에서 제외됩니다. 현재 해당 특성을 사전에 검증하는 것은 불가능하기 때문에, 신약개발의 확률을 높이기 위해서는 항체의 가변 영역에 대해 전체 서열을 정확히 규명하여, 다양한 특성의 항체를 확보하는 것이 중요합니다.

현재 항체 발굴 목적의 면역 레퍼토어 염기서열 분석 서비스 시장은 초기 시장으로 iRepertoire, Inc, Adaptive Biotechnologies, 10X Genomics, Berkeley Lights (미국), BGI (중국) 등 소수의 경쟁사만이 존재하는 상황입니다. 이에 당사는 NGS기반 항체발굴 솔루션인 면역레퍼토어 분석솔루션 서비스인 ① True Repertoire 솔루션, ② Immune Profiling 솔루션을 개발하여 국내 주요 바이오의약품 제조사, 제약사에 납품하고 있으며, 해외CRO 등에 납품하며 Reference를 확보하고 있습니다. 이러한 Reference를 바탕으로 본격적인 영업을 시작한다면 NGS 기반 항체발굴 솔루션 시장을 선점할 수 있는 기회가 있을 것으로 판단됩니다.

② TrueRepertoire / Immune Profiling 비교

면역 레퍼토어 분석 솔루션인 TrueRepertoire와 Immune Profiling은 모두 항체 발굴 가속 서비스로 각각 고유 특성을 가지고 있으며 상호보완적인 솔루션입니다.

TrueRepertoire이 정확하고 경쇄와 중쇄 연관성이 확인된 항체의 염기서열 정보를 제공하는 반면 Immune Profiling는 정확도는 일반 NGS 수준이고 경쇄와 중쇄 연관성에 대한 정보도 제공하지 못하지만 분석되는 염기서열의 수가 TrueRepertoire 대비 약 10배에서 100배 정도 많다는 장점이 있습니다.

구분	TureRepertoireTM	Immune Profiling

정확도 (bp당)	99.999%	99.9%

경쇄 중쇄 연관성 파악	가능	불가능

DNA 제공	가능	불가능

3) 차세대시퀀싱 솔루션 BTSeq(Barcode Tagged Sequencing)

MSSIC 기술의 일부를 변형, 활용하여 NGS 기반의 DNA 시퀀싱 기술(BTSeq)을 개발하였습니다. BTSeq은 짧은 시간 안에 적은 비용으로 NGS 라이브러리 프랩을 가능하게 하는 새로운 기술 제품입니다. 일반적으로 NGS 장비에서 염기서열 분석을 진행하기 위해서는 분석하고자 하는 DNA의 말단에 어댑터라고 불리는 장비 특이적인 염기서열을 붙여줘야하며 이 과정을 NGS 라이브러리 프랩이라고 합니다. NGS 라이브러리 프랩을 진행하기 위해서는 DNA를 일정 길이 이하로 자르는 단계가 선행되어야 하며 이는 초음파를 이용해서 물리적으로 DNA를 자르는 방법과 효소를 이용해서 화학적으로 DNA를 자르는 방법으로 나뉩니다. 두가지 방법 중 하나의 방법으로 잘린 DNA의 말단에 어댑터를 붙여주기 위해 일반적으로 라이게이션 (ligation) 방법이 사용됩니다.

이에 비해 BTSeq은 DNA를 자르는 단계와 어댑터를 붙여주는 단계를 간소화하여 실험 시간을 획기적으로 감소시켰습니다. 또한 효소를 사용하여 화학적으로 DNA를 자르기 때문에 별도의 장비가 필요 없을 뿐 아니라 실험 시간의 추가 단축 역시 가능합니다. 4~5개 이상의 효소가 필요한 라이게이션 방법에 비해 보다 적은 수의 효소만으로 반응이 진행되므로 효소 생산 비용 절감이 가능하며 이는 NGS 라이브러리 프랩 비용을 낮출 수 있는 주 원동력입니다.

BTSeq은 Sanger 염기서열 분석의 기술적 한계점인 반응당 1kb 이하의 서열분석, 회당 낮은 데이터 량으로 인한 고비용의 단가, 품질의 기복 등을 극복하였을 뿐 아니라, 단일 NGS 기술의 단점도 개선하여 다양한 길이의 DNA 서열을 초집적 (high-throughput), 고효율 (high-fidelity), 저비용 (low-cost)으로 분석 가능한 서비스 기술입니다.

BTSeq은 20~30kbp 길이의 염기서열도 단 1회의 반응으로 분석 가능하므로, 단기적으로는 Sanger 염기서열 분석의 언멧니즈를 충족할 수 있을 뿐 아니라, 초집적 (high-throughput) 분석을 통하여 시간과 비용을 더 줄일 수 있어 Sanger 염기서열 분석의 대체 기술로서도 충분한 경쟁력이 있는 것으로 파악됩다. 더 나아가서는 DNA 길이와 형태에 구애받지 않고 (샘플의 다양성), 시퀀싱 primer가 필요없다는 간편성 또한 존재합니다. 그리고 Sanger 염기서열 분석으로는 분석이 불가능한 0.01~0.1ng 수준의 미량 의 DNA만 있어도 분석이 가능하며 PCR 부산물 등의 불순물이 다소 섞여있는 샘플에서도 고품질의 분석 결과를 얻을 수 있으므로 DNA 염기서열 분석 시장에서 높은 점유율을 가질 수 있으리라 기대됩니다.

(다) 경기변동 및 계절적 요인, 라이프사이클

1) 경기변동 요인

유전체분석 진단사업은 상대적으로 경기변동에 비탄력적인 특성을 보입니다. 의료기관을 통하여 제공되는 서비스의 경우 환자가 본인의 기호나 소비패턴에 따라 제품 및 서비스를 직접 선택하기 어렵고, 주요 의료기술과 의료전문가의 판단에 따른 선택이 이루어질 가능성이 높기 때문입니다. 또한, 감기나 유행성 질환처럼 계절적 요인에 따라 성수기/비수기 구분이 뚜렷하지 않은 특성이 있어, 경기변동이 매출 증감에 큰 영향을 주지 않습니다.

2) 라이프사이클

당사의 Target Capture 키트 기술 및 유전체분석 기술은 지적재산권에 의해 보호 받고 있으며, 유전체 검사 서비스가 의료 및 헬스케어 시장에 안착하는 경우 보수적인 의료시장의 특성상 기술 수명 주기(Life Cycle)가 상대적으로 장기화될 것으로 예상됩니다. 또한, 유전체분석 시장은 현재 성장기 진입단계로 볼 수 있어 새로운 기술 제품의 등장으로 인한 리스크 요인보다 성장 잠재력이 더 부각되는 산업입니다.

3) 고부가가치 창출 지식산업

바이오산업 전 분야가 그렇듯이 유전체분석 분야 역시 무형가치의 투입으로 고부가가치를 창출하는 지식산업 중 하나입니다. 하나의 유전체분석 기술이 상품화되어 세계시장에서 인정받으면 투자비용의 수백, 수천 배의 부가가치를 창출할 수 있습니다. 반면, 개발에 따르는 비용과 시간, 그리고 상용화까지 걸리는 시간이 제약산업 대비 짧기 때문에 사업의 안정성은 상대적으로 높은 편입니다.

또한 당사의 Target Capture 키트는 세계적으로 공급하는 회사가 당사를 포함한 6개사에 불과함으로 희소석이 높습니다. 해외 주요 전시회 업체 참여 동향을 살펴보면 당사가 속한 산업 내 Bioinformatics 및 IVD 군에 속하는 참여 업체 수는 큰 폭으로 많아지는 반면, 당사가 속한 Target Capture 키트 소재 군에 속하는 참여 업체의 신규 진입자는 최근 3년간 북미 1개사(Twist Bioscience)만이 추가되었습니다. 높은 진입 장벽으로 인해 향후에도 매우 소수의 회사들 만이 제품을 공급할 것으로 예상되며, 이 높은 희소성으로 인해 당사의 사업은 높은 부가가치를 창출할 수 있습니다.

(3) 사업구조

[Target Capture키트 시장 산업구조]
유전체 시장 value chain 및 타겟 캡처키트 시장특징.jpg 유전체 시장 value chain 및 타겟 캡처키트 시장특징

NGS 산업은 ① 유전자 분석 장비 부속품 시약(키트), ② 해당 장비를 구입해서 병원이나 연구소 그리고 소비자에게 직접 유전체 분석 서비스를 제공하는 유전체 분석 서비스 시장으로 나눌 수 있습니다.

당사는 ① 유전자 분석에 필요한 핵심소재인 Target Capture 키트를 주 영업으로 하고 있으며 이를 바탕으로 ② 유전자분석서비스 역시 영위하고 있습니다. Target Capture 키트의 핵심소재인 Probe의 경우 당사를 포함하여 전세계에서 6개 회사만이 직접/개발 생산에 성공한 소재로, 당사는 NGS 산업 내 중요 소재를 직접 개발/생산하는 사업을 영위하고 있습니다.

(가) 원료 조달 방식 및 가격변동 추이

당사의 서비스 및 제품 생산방식은 주문생산 방식으로 많은 양의 재고가 필요하지 않으며, 원재료가 약품(시약)인 점을 고려할 때 보관방법(상온/냉장/냉동) 및 유통기간이 길지 않아 약 2개월분 생산에 필요한 안전재고로 보유하고 있습니다.

주요 원재료의 수급방법은 주로 해외업체로부터 액상형태의 제품을 직접 수입하거나 국내 대리점을 통해 구매하고 있으며, 개당 구매단가는 시약의 용량 등에 따라 차이가 있지만 일부품목을 제외하면 평균 10~50만원 수준이며 가격 변동폭 또한 크지 않습니다. 다만, 조달처가 주로 해외인 점을 감안하면 환율에 따라 가격변동에 영향을 미칩니다.

(단위: 천원)

품목 및 사업연도	2017년 (제08기)	2018년 (제09기)	2019년 (제10기)	2020.3Q (제11기)

Miseq Reagents Kit	국 내	2,137	2,148	2,173	2,033

테일링 효소	국 내	-	216	216	216

접합효소	국 내	-	188	188	188

효소	국 내	430	430	390	386

DNA 원재료	수 입	300 ($280)	302 ($270)	289 ($260)	302 ($250)

(나) 제품의 생산 방식

당사의 생산방식은 고객의 요청에 따른 주문생산 방식(Customized Panel)으로, 고객이 제공하는 샘플 유전자를 분석하여 관심 영역의 유전자만을 선별하고 Capture Probe를 디자인한 후, 합성을 통해 Probe를 생산 합니다.

당사의 주문생산 방식은 (1) 초기 개발 단계, (2) 반복 발주 단계로 나뉩니다. (1) 초기 개발 단계에서는 고객으로부터 받은 요구사항을 통해 Template과 첫 공급 용 프로브를 개발하는 단계입니다. 이렇게 생산된 Probe는 성능 테스트와 Re-balancing 과정을 거처 높은 균일성과 coverage를 확보하여 고품질 데이터 생산 및 높은 민감도의 분석이 가능하게 합니다.

초기 개발 단계 이후 고객이 동일 패널을 반복 발주 할 때에는 (1) 초기 개발 단계를 거치지 않고, 이미 기 개발된 Template을 이용하여 프로브화 공정만 수행하게 됩니다. 따라서 반복 발주의 횟수가 늘어나면 늘어날수록 초기 개발 비용은 더 이상 들어가지 않아 원가가 절감됩니다. 또, 프로브화 공정을 통해 수천 rxn에서 수만 rxn까지의 프로브를 생산할 수 있기 때문에 단위 rxn당 원가는 반복 발주의 횟수가 늘어나면 늘어날수록 줄어들게 됩니다.

제품의 생산은 고객이 제공하는 샘플유전자의 선별 및 분석에서 시작하기 때문에 통상적으로 샘플제공 후 완제품 생산까지 2~3주 또는 4~6주 정도가 소요됩니다. 제품 생산을 위한 작업은 GMP 시설을 갖춘 당사의 실험실에서 진행하고 있으며, 각 공정별로 분리된 별도의 공간에서 작업이 이루어집니다. 모든 공정을 거쳐 완성된 시약은 최종적으로 Kit 제조실의 Clean Bench 안에서 분주 및 패킹작업을 거쳐 최종 제품으로 완성 됩니다.

[제품 생산을 위한 실험실 및 생산장비]
55. 키트제조실, clean bench.jpg 키트제조실, clean bench

당사는 현재까지 상용화된 제품들에 대하여 자체 생산방식으로 제품을 생산하고 있으며 향후 체외진단 의료기기 회사들과 공동개발 등을 목표로 하고 있습니다.

(다) 제품의 판매 방식

당사의 제품 및 서비스는 고객의 요청에 따른 주문생산 방식으로, 주요 고객은 대형병원, 수탁검사기관, 제약사, 연구기관, NGS 장비 업체 및 IVD 업체, 종자개발 회사 등이 있으며, 주로 진단 및 치료 목적으로 활용되고 있습니다.

판매방식은 당사 영업부문에서 직접영업 혹은 대리점을 통해 판매하고 있습니다.

당사 영업부문에서는 주요 고객을 타겟으로 방문, 전화, 메일 등을 활용하거나, 학회 등에 참석하여 제품 및 서비스를 홍보하는 방식으로 진행되고 있습니다. 해외의 경우 방문이 어렵기 때문에 전화, 메일, 온라인광고 등을 활용하여 직접영업을 하거나 매년 주기적으로 국제학회 등에 참석하여 부스를 설치하고 제품을 홍보하고 있습니다.

또한 일정 요건 이상 충족한 대리점을 선별하여, 당사 영업 Coverage를 확대하고 있습니다. 국내/외 일정 조건을 충족한 대리점을 선별하여 국내 수도권 이외 지역, 주요해외 시장에 영업을 진행하고 있습니다. * 당사는 대리점 선정시 1) 병원 등 대형 유통망 보유, 2) NGS 제품 취급 경험 보유한 대리점을 선별하고 있습니다. 다만, 당사 대리점 명단은 영업비밀로 공개하지 않습니다.

(4) 신규 사업

[당사 제품 개발 파이프라인]
제품개발 pipeline.jpg 제품개발 pipeline

(가) Target Capture 키트 제품군

액체생검용 Target Capture 키트는 ‘19년부터 당사의 주요 협력사의 IVD 진입을 위한 ODM 제품 공급을 통해 일부 매출을 실현하였으 며, ‘ 2 0년 본격 출시 이후 국내 및 글로벌 시장에 진입할 계획입니다. Cell Line QC용 Target Capture 키트는 ‘19년부터 프로토타입 형태의 서비스를 국내 주요 고객(셀트리온, 코오롱생명과학)에 공급하였으며, ‘ 20년 출시 와 더불어 본격적인 마케팅 활동을 통해 시장 진입 계획입니다.

1) 액체생검용 Target Capture 키트

액체생검용 Target Capture 키트의 핵심 기술력은 ‘미량의 시료에서 매우 낮은 비율로 존재하는 돌연변이를 검출할 수 있는가’ 입니다. 당사는 2017년부터 서울대학교 병원과의 공동연구로 대장암, 유방암, 폐암에 대해 패널 개발을 하였으며, 프로브 디자인기술, 노이즈 제거 기술, 시약 최적화 기술을 액체생검용으로 최적화하였습니다.

가) 제품 개요

Circulating tumor DNA (ctDNA)는 종양 세포로부터 유래되어 혈액 내에 돌아니는 DNA를 말합니다. 혈액을 채혈한 후 원심분리를 수행하면 외주혈단핵세포 (PBMC)와 혈장으로 분리되는데 이 중 혈장에서 세포 유리 DNA (cell free DNA)를 얻을 수 있고 이 중 일부가 종양 유래 ctDNA입니다. 본 Circulating tumor DNA test는 혈장 내에 존재하는 미량의 종양 유래 ctDNA를 분석하여 종양 유발 변이를 탐색하고 이를 기반으로 한 암 조기 진단 및 조직 검사 대체 검사를 수행하는 것입니다.

나) 제품의 필요성

구분	내용

조직검사
대체기술	침습적이고 위험도가 높으며 환자에게 부담을 주는 조직 검사를 대체할 수 있는 새로운 검사 기술에 대한 수요가 존재합니다.ctDNA를 이용한 액체 생검 방식의 종양 유전자 검사는 채혈로 검사가 이루어지기 때문에 환자에게 주어지는 육체적/경제적부담을 덜 수 있습니다.

맞춤형 종양 치료
시스템 구축	종양 유전변이 분석 결과를 통해 치료 방법을 결정하고, 치료 과정에서 약물 반응을 모니터링 할 수 있는 시스템을 구축할 수 있습니다.

종양 모니터링
시스템 구축	암 환자 치료 후 재발 여부를 기존의 조직검사 혹은 CT, MRI 를 이용하는 방식에서 채혈로 추적, 관찰하는 시스템으로 구축하여환자의 부담을 경감시킬 수 있습니다.

다) 제품 경쟁우위

제품군	내용

ctDNA 패널	유전변이 검출 성능 확인을 위하여 특정 비율로 변이가 포함된 DNA 표준물질을 이용하여 유방암 패널의 성능을 검증하였습니다.
Seracare 사의 VAF 0.5%, 1% 두 가지 샘플 20 ng을 이용하여 변이 검출 여부를 확인한 결과 99.1%의 민감도로 변이를 대부분 발견했으며
VAF도 실제 값과 거의 유사하게 검출 성공하였습니다.

당사 고유의 MSSIC 기술을 활용하여 매우 높은 Coverage와 Unifomity 의 고객 맞춤형 cfDNA패널 개발 가능, 향후 개발 해외 시장 진입 시 고객 맞춤형 특징은 큰 경쟁 우위로 작용할 것으로 판단됩니다.

당사는 타 Target Capture 키트를 공급하는 회사와 달리 당사 고유의 분자 바코드 기술과 분자바고트 분석 알고리즘을 개발하여 제품과 함께 번들링하여 제공하고 있습니다. 이 분자 바코드 시약 및 소프트웨어 기술을 결합하여 공급하는 경쟁사는 Roche사만이 존재하는데, 가격 등의 이유로 아시아, 유럽 및 중동지역에 진입하지 못하고 있습니다. 당사는 위와 같은 Data를 바탕으로 아시아, 유럽 및 중동 시장 진입 확대를 계획하고 있습니다.

라) 사업화 전략

국내/외 모두 기존 Target Capture키트 대리점을 활용하여 각국의 병원, 임상기관 등에 납품할 예정입니다.

2) 세포주 QC용 Target Capture 키트

가) 제품 개요

유전자 재조합 기술은 host genome 내에 원하는 유전자를 삽입하는 기술입니다. 유전자 재조합 기술을 이용하면 원래의 생물종에서 생산하지 않는 유용한 단백질 혹은 생화학 물질 등을 생산하도록 할 수 있습니다. Retrovirus는 RNA 바이러스의 한 종류로, 감염 후에 host genome 내에 자신의 genome을 삽입하는 특징을 가지고 있습니다. 또한, Lentivirus는 이러한 retrovirus의 일종으로, 변형시킨 virus vector를 이용하여 원하는 유전자 서열을 host genome 내에 삽입하는데 널리 사용되고 있습니다.

Lentivirus를 이용한 외부 DNA의 게놈 내 삽입 과정 모식도
57. lentivirus를 이용한 외부 dna의 게놈 내 삽입 과정 모식도.jpg lentivirus를 이용한 외부 dna의 게놈 내 삽입 과정 모식도

Lentivirus를 이용하는 경우 유전자의 삽입 위치를 특정할 수 없으며 host genome 내의 임의의 위치에 유전자 서열이 끼어들게 됩니다. 원하는 단백질 혹은 생화학 물질을 안정적으로 생산하는 세포주를 만들고 관리하기 위해서는 해당 유전자가 host genome 내의 어느 위치에 삽입되었는지 확인하는 것이 중요합니다.

당사의 세포주 QC용 Target Capture 키트는 세포 내 삽입된 유전자의 특성을 분석하는 데 사용되며 이를 통해 고객은 바이오신약 개발 및 생산 과정에서 세포주의 특성을 저렴한 비용으로 정확하게 QC 할 수 있습니다.

나) 제품의 필요성

기존에 integration site를 분석하기 위한 방법으로는 DNA fragment에 공통 primer site를 삽입한 후 vector서열에 결합할 수 있는 프라이머와 함께 PCR 증폭을 수행하는 방법을 이용했습니다. PCR 증폭을 이용하는 방식은 실험이 간단한 편이지만 유전자가 삽입된 경우에도 PCR 증폭이 일어나지 않거나, 프라이머와 유사한 서열을 갖는 host genome 위치에 결합하여 잘못된 결과를 나타낼 수 있는 단점이 있습니다.

반면 NGS를 이용한 integration site 분석법으로는 Whole genome sequencing을 통해 host genome 전체의 정보를 얻어낸 후 여기에 포함된 Non-host genome 정보를 이용하는 분석 방법을 이용할 수 있습니다.

다) 제품의 경쟁 우위

경쟁 기술인 WGS 기반 integration 분석법은 PCR 기반 방식에 비해 더 높은 감도와 정확도로 integration site를 분석할 수 있다는 장점이 있지만, 정확한 integration site를 분석하기 위해서는 대량의 시퀀싱 데이터를 생산해야 하므로 시퀀싱 비용이 매우 고가이며, 다뤄야 하는 데이터의 크기도 매우 크기 때문에 분석 비용 또한 고가라는 단점이 있습니다. 이에 당사에서는 유전자 포획 기술을 integration site 분석에 접목하여 기존 WGS 기반 분석법 대비 분석 비용을 획기적으로 절감할 수 있었습니다.

Integration site 분석을 위해서는 host geno me의 크기 대비 수 천배 이상의 시퀀싱 데이터를 생산해야만 정확한 분석이 가능합니다. 단순한 미생물의 경우에도 genome은 수백만 bp의 크기를 가지며, 인간의 경우 30억 bp에 달하기 때문에 시퀀싱 비용이 매우 고가입니다. 그러나 유전자 삽입에 이용하는 vector는 수만 bp에 불과하므로, 해당 vector content를 포함하는 DNA를 포획 후 주변 서열을 분석하는 방식으로 integration site를 분석한다면 필요한 시퀀싱 데이터의 크기를 획기적으로 줄일 수 있습니다. 따 라서 당사 제 품은 경쟁 기술인 WG S에 비해 매우 저렴한 분석 비용 및 빠른 분석 시간의 경쟁 우위 를 갖 추고 있습 니다.

라) 사업화 전략

당사의 세포주 QC용 Target Capture 키트의 고객은 제약사입니다. 당사는 국내외 주요 Reference 고객을 확보하였으며, 이 Reference를 바탕으로 고객 기반을 확대할 계획입니다. 해외의 경우에는 제약사 고객을 발굴하기 위해 제약 시장 전문 Consultant를 활용하여 고객 발굴 예정입니다.

(나) 면역레퍼토어 솔루션 키트 제품군

면역레퍼토어 솔루션 키트 부분에서의 신제품인 NGS MRD키트의 경우에는 1단계 LDT 시장 진입을 ‘ 21년 예상하고 있으며 국내 혈액학회 연구자 시장을 대상으로 초기 시장 진입이 될 것으로 전망하고 있으며, 임상시험을 통해 IVD 인증을 획득한 후 ‘ 22년부터 2단계 IVD 시장 진입 을 하여 매출을 실현할 계획입니다.

TrueRepertoire와 Immune Profiling 분석 서비스는 현재 기술개발이 완료된 상황이고, 국내 주요 협력 기관들에게 서비스 공급을 하여 매출을 올리고 있습니 다. ‘ 20년 글로벌 제약사와 CRO들을 대상으로 한 본격적인 마케팅 활동을 통해 시장 진입, 매출 성장을 이룰 계획입니다.

1) MRD(Minimal Residual Disease, 미세잔존질환) 키트

가) 제품 개요

혈액암은 혈액, 골수, 림프계에 영향을 미치는 암을 포괄적으로 일컫는 말이며, 전 세계적으로 연간 90만명의 환자가 새롭게 혈액암으로 진단받고 있습니다. 혈액암에는 약 140 종의 서로 다른 암종이 있는 것으로 알려져있으나, 백혈병, 악성림프종, 다발성골수종 3가지 암종이 대부분의 비중을 차지하고 있습니다.

혈액암의 예후를 결정하는 가장 중요한 요인 중 하나는 ‘치료에 대한 반응정도’인데, 관해유도 치료 후에 미세하게 남아있는 혈액암 세포의 수가 예후에 매우 중요한 역할을 한다는 것이 알려져 있으며, 이를 MRD(Minimal Residual Disease, 미세잔존질환)라고 합니다.

차세대 유전체 분석기술인 NGS는 세포의 표현형이나 기존의 분자생물학 기술로 진단해왔던 수준보다 더 높은 정밀도와 정확도를 나타내기에 환자의 치료예후 관찰 및 치료성적을 높이는데 기여할 수 있습니다. 이에 당사는 NGS와 자체개발한 혈액암 환자 맞춤형 유전자 증폭 기술, 단일 세포 유전자 분석 (single cell sequencing) 기술을 융합하여 혈액암의 최적화된 치료를 위한 NGS 기반의 MRD 검출 키트를 개발 중에 있습니다.

나) 제품의 필요성

백혈병 중 대표적인 사례인 급성림프모구백혈병(이하 ALL, Acute Lymphoblastic Leukemia)은 골수 내에서 미성숙 림프구의 과다증식으로 생기는 혈액 암으로서, 연간 발생빈도는 인구 10만명 당 3~5명으로 매년 꾸준히 증가 추세에 있습니다. 특히, 소아의 경우, 국내에서 연간 250여명의 신규 환자가 발생하는 것으로 추정되며 연간 약 700여명의 환자가 계속적인 치료를 받고 있습니다. 소아의 경우보다는 드물게 발생하지만 성인 중 급성인 경우에는 생존율이 30~40%에 불과하고, 이 중 50%의 환자는 치료 중 재발하거나 기존 치료에 불응성을 보여 5년 생존율이 10%에 불과합니다.

이에 따라 의료계에서는 급성림프모구백혈병 환자(ALL 환자)의 치료 성적을 향상시키기 위한 다양한 진단 및 치료 전략에 대한 수요가 매우 높은 상황이며 신기술 도입에도 긍정적입니다.

‘JAMA Oncology’에 따르면 급성림프모구백혈병(Acute Lymphoblastic Leukemia, ALL) 환자에서 MRD와 치료 결과와의 강력한 연관관계가 분석되었으며, 소아 ALL 환자에서 MRD 양성, 음성 여부에 따라 생존율의 유의한 차이를 보입니다. 10년 무사건 생존율이 MRD 음성인 경우 77%임에 반하여, MRD 양성인 경우 32% 밖에 되지 않음을 확인할 수 있습니다.

[ALL 환자에서 MRD와 생존율 연관관계]
58. all환자 mrd와의 생존율 관련 그래프.jpg all환자 mrd와의 생존율 관련 그래프
자료: Donald A. Berry et al. Association of Minimal Residual Disease With Clinical Outcome in Pediatric and Adult Acute Lymphoblastic Leukemia: A Meta-analysis. JAMA Oncol. 3(7), e170580 (2017).

MRD의 유무 및 양에 따라 위험도를 나누고 그에 적합한 맞춤치료를 행함으로써 환자의 생존율과 삶의 질을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있습니다. 따라서 정확하게 MRD를 진단할 수 있는 키트가 필요한 상황입니다.

다) 제품의 경쟁우위

MRD 키트를 공급하는 회사들은 크게 FDA 허가(FDA-cleared/FDA 510(k) clearance)를 받은 업체와 체외진단 의료기기 인증(CE-IVD)을 받은 업체로 나뉠 수 있습니다. 현재 해당 시장에서의 주요 경쟁사는 Asuragen, Adaptive Biotechnologies, Invivoscribe 가 있습니다.

Asuragen 사의 경우 RT-qPCR을 이용한 MRD 검출 방법이기에 NGS 기반의 차세대 MRD 검출법 대비 민감도, 편리성, 적용 가능한 질병의 종류 등에 있어 한계점을 갖습니다.Adaptive Biotechnologies 사의 경우, 다발성골수종과 ALL 환자에 대해 MRD 관찰 및 모니터링이 가능한 제품인 clonoSEQⓡ을 2018년에 출시했습니다. 이는 현재 유일하게 FDA-cleared를 받은 유일한 NGS 기반의 MRD 관찰 및 모니터링 제품입니다. 다만 해당 제품은 키트 형식이 아닌 서비스이기에, 해당서비스를 이용하기 위해서는 미국에 위치한 Adaptive Biotechnologies 회사에 직접 검체를 보내야만 하는 단점이 있습니다. Invivoscribe사의 경우, NGS 기반의 MRD 검진이 가능한 제품인 LymphoTrack?키트를 공급하고 있습니다. 본 제품은 FDA-cleared가 아닌 체외진단기기로써 CE-IVD를 받았습니다. Invivoscribe사의 경우 FDA-cleared 제품이 아니기 때문에 진단 목적으로 판매되지 못하는 상황이며, 미국 내에서의 FDA 허가(510(k)) 허가를 진행할 것이라고 최근 밝힌 바 있습니다.

당사는 기존의 MRD 진단 제품보다 기술적인 향상 및 가격경쟁력을 갖춘 키트화 제품 출시를 목표로 하고 있습니다. NGS 프랩 간소화 기술을 적용하면서 전체 실험 단계가 매우 간단하게 구성되어 실험자에 관련없이 동등한 결과를 제공할 수 있는 키트를 제작 가능하다는 것이 가장 큰 기술적 장점 중 하나입니다. 이는 병원이나 수탁기관에서의 당사 제품 사용을 용이하도록 하며 시장 진입시 다양한 사업모델을 적용할 수 있는 원동력이 될 것 입니다.

또한 당사의 MRD 진단 기술 및 키트는 기존 데이터베이스에 한국인 특이적 germline 정보를 더함으로써 경쟁사 제품에서는 검출되지 않던 급성림프모구백혈병 환자의 미세잔존질환이 당사의 기술로는 검출 가능함을 확인하였습니다. 그림 ‘당사의 면역 레퍼토어 분석 결과 대비 경쟁 제품의 분석 결과’에서 볼수 있듯이 기존 경쟁 제품에서는 상대 빈도가 높은 급성림프모구백혈병 세포의 서열 정보를 확인하기 어려웠으나(위음성으로 진단) 당사의 면역 레퍼토어 분석 기술을 사용하는 경우 백혈병 암세포의 염기서열을 확인 가능했습니다.

라) 사업화 전략

2021년부터 LDT 시장을 중심으로 시장에 진입할 계획입니다.

나. 시장 현황(1) 시장의 특성(가) 산업의 연혁

DNA의 염기서열에는 개인의 형질 및 질병과 관련된 유전적 정보가 저장되어 있으며, 이를 분석하는 것은 생물학적 현상 및 질병의 발생기전을 이해하고 진단 및 치료하는데 중요한 역할을 합니다.

염기서열을 분석하는 데에는 1970년대 Sanger에 의해 개발된 직접염기서열분석 방식이 전통적으로 널리 사용되었습니다. 하지만 Sanger 방식의 경우 분석하고자 하는 부위를 PCR 증폭을 하여야 하므로, 여러 Target을 분석할 경우 많은 시간 및 비용이 소요되어 효율이 낮은 문제점이 존재하였습니다.

이러한 단점을 극복하고자 차세대 염기서열분석(Next Generation Sequencing, NGS)방식이 개발되었으며, 이는 DNA 가닥을 각각 분석하는 방식으로 기존의 직접염기서열 분석 방식인 Sanger에 비해 매우 빠르고 저렴하게 염기서열 분석이 가능한 장점을 가지고 있습니다.

[Sanger 방식과 NGS 방식의 차이]
59. 직접염기서열분석법(sanger sequencing)의 원리.jpg 직접염기서열분석법(sanger sequencing)의 원리 60. 차세대염기서열분석방식(ngs) 원리.jpg 차세대염기서열분석방식(ngs) 원리
자료: 식품안전의약처. NGS기반 유전자 검사의 이해

기존 Sanger를 활용한 인간게놈프로젝트에는 수십억 달러가 소요되었으나, 2008년 NGS를 이용한 인간게놈프로젝트에는 비슷한 분석 결과를 짧은 시간에 저렴한 비용으로 수행할 수 있었습니다. 또한 NGS 장비 및 기술의 개량 발전으로 기존에는 상상하지 못했던 검사가 가능해 졌으며, 이에 따른 유전체 해독으로 진단, 치료, 농업, 수산, 식품, 환경 등 다양한 산업영역에 영향을 끼치고 있습니다.

[유전체를 활용한 연구 범위 및 활용 분야]

분자진단
(Molecular Diagnostics)	유전체에서 특정 DNA 서열을 확인하여 질병진단 후 경과를 예측하여 치료법을 선택, 그 효과를 모니터링하는 데 사용되는 기술
이러한 유전체 기반 분자진단 기술을 활용하여 질병진단에 이용

신약 후보물질 발굴 및 개발
(Drug Discovery and Development)	인간유전체에 포함된 분자경로에서 의약품 표적의 확인과 검증에 활용
새로운 치료법 개발에 활용될 수 있으며 신약개발 과정 단축 가능

정밀의료
(Precision Medicine)	질병의 예측, 예방, 진단 및 치료에 대한 의사결정을 위해 유전정보, 질병정보, 환경정보에 대한 통합적 통찰력을 사용하는 새로운 의료 접근법을 의미

농식품 및 가축 연구
(Agricultural and animal research)	농작물 및 가축에 유전가능한 특성을 보급하기 위한 유전적 변이· 선택의 영향성 연구를 의미 ※ 작물육종 및 형질전환 기술에 활용되는 유전자 마커 포함

약물유전체학
(Pharmacogenomics)	약물반응 임상연구 시 유전체기술을 적용하는 것을 의미하며 약물 표적 수준, 약물반응 마커의 발견속도를 높이기 위해 유전체를 기반으로 영향성 분석

유전공학 / 유전변형
(Genetic Engineering/ Genetic Modification)	유전공학이란 생물체의 유전자변형을 통해 세포의 유전체구성을 변화시키는 것을 의미
생물체 내 또는 종 경계를 넘어 유전자를 전달하여 개선되거나 새로운 생물을 생산하는 유전공학 연구에 활용

자료: 생명공학정책연구센터, Global Genomics Industry Outlook, 2017-2023 (F 분석)

또한 유전체 분석 기술 등의 발전으로 인해 대량의 데이터 역시 기하급수적으로 쏟아지고 있어, 데이터의 분석, 저장, 해석 등 중요성이 증가하고 있으며 딥러닝, 블록체인 등 새로운 데이터 분석 및 교환 기법이 발전하는 등 향후 4차 산업혁명과의 접목이 확대될 것으로 예상됩니다.

이에 따라 선진국들은 유전체 분석 산업의 막대한 경제적 효과를 선점하기 위해, 지난 수십년간 관련 연구 및 기술개발에 대한 투자를 점차적으로 늘려왔으며, 이와 관련된 핵심 원천기술개발을 선점하기 위해 치열한 경쟁을 하고 있으며, 그 관심 및 중요도는 더욱 증가할 것으로 판단됩니다.

(나) 주요 목표 시장

당사의 기술과 제품은 모두 NGS 플랫폼을 활용하고 있습니다. 따라서 당사의 제품이 직접적으로 속해 있는 주요시장은 NGS 시장입니다. 이와 더불어 당사의 제품은 NGS 기술 플랫폼을 활용하여 진단, 신약개발, 종자개발, 합성생물학, 마이크로바이옴, 학술연구와 같은 응용분야별시장에 공급됩니다. 따라서 당사의 제품이 직접적으로 공급될 수 있는 시장은 기술시장과 각 응용분야별 시장의 접점에 있습니다.

[당사 제품의 기능, 적용시장 및 고객]

시장	고객	당사 제품	당사 제품의 기능

진단	병원
진단검사의학과
/병리과
수탁검사기관	Target Capture 키트	질환 진단
치료법 가이드(항암제)
암 재발 추적관찰(액체생검)
질병의 발생 위험 예측
일반인 대상 건강검진
DTC 검사

면역 레퍼토어 분석
(MRD 키트)	잔여암 검사(MRD 검사)

차세대 시퀀싱 솔루션 (BTSeq)	기존 PCR 기술 기반 진단의 검사 대체 (호흡기, 감염 등)

신약개발	제약사	Target Capture 키트	세포주 품질 관리

면역 레퍼토어 분석 솔루션 (TrueRepertoireTM, Immune Profiling)	항체 발굴 가속화
항체 발굴 과정 검수

종자개발	종자 개발 회사	Target Capture 키트	분자 마커 스크리닝을 통한 종자 개발기간 단축

마이크로바이옴	마이크로바이옴 분석 회사	차세대 시퀀싱 솔루션(BTSeq)	미생물 군집 분석 시 비용 절감 및 Workflow 단순화
긴 길이의 서열 분석이 가능하므로써 더욱 정확한 분석 결과 제공

학술연구	각 임상과 의사
암 연구자
유전질환 연구자
제약사	차세대 시퀀싱 솔루션 (BTSeq)	질병의 기전 연구
새로운 진단, 치료 마커 발굴
새로운 진단법, 치료법 연구
코호트별 유전형 집계 연구

(다) 산업의 Value Chain 및 시장 특성

당사의 제품은 Target Capture 키트, 면역 레퍼토어 분석 솔루션, 차세대 시퀀싱 솔루션으로 구성됩니다. 당사 제품은 모두 핵심 원재료, DNA 소재 기반의 기술 제품의 성격을 갖고 있습니다. 따라서 NGS Value Chain 내 가장 앞단에 위치하고 있다고 볼 수 있으 며, 위 그림과 같이 매우 소수의 NGS 장비회사와 Target Capture 키트 회사가 다수의 IVD 및 서비스 공급자에 공급하는 형태입니다. 즉, 당사를 포함하여 6개의 회사만이 약 5천개 이상의 Bioinfomatics 회사, IVD회사, 병원 등에 Target Capture 키트를 납품 하고 있습니다.

이외에도 당사의 신규사업인 ‘NGS기반 MRD키트’ 역시 미국의 InvivoScribe 이외 업체가 등장하지 않고 있음을 확인할 수 있었으며, 기존 클로닝 기술 및 Sanger 기술을 대체하는 차세대 기술 역시 존재하지 않았습니다. 따라서 당사의 제품/서비스들이 글로벌 대형 고객사들의 Reference를 바탕으로 글로벌시장에 침투한다면 유일한 업체로 시장을 선도할 수 있을 것으로 판단됩니다.

(라) 규제환경

당사의 제품은 원재료 소재에 해당하기 때문에 다른 의료기기와는 달리 규제나 인증의 영향을 덜 받고 있습니다. 2019년까지 체외진단의료기기에 대한 별도의 법률이 정해져 있지 않았습니다.

국내를 비롯한 대부분의 해외 시장에서는 의료용 NGS 검사는 LDT(Lab Developed Test)체제 하에 운용되고 있습니다. 즉, 검사 기관에 공급하는 제품의 제조사가 인증을 획득한 제품을 공급하는 것과는 달리 검사 기관 자체적으로 검사의 유효성을 인증을 받도록 하고 있습니다. 또한 비의료용 NGS 검사는 특별히 정해진 규제가 없어 연구용(RUO, Research Use Only)으로 당사의 제품이 사용됩니다.

최근 차세대 유망산업으로 꼽히고 있는 체외진단의료기기 산업에 관한 제도적 지원이 필요하다는 목소리가 커지면서 체외진단의료기기법인 제정되어, 2020년 5월 1일부터 시행되었습니다. 해당법령의 주요사항은 체외진단의료기기에 속하는 제품과 등급분류, 제조업허가, 임상적 성능시험 등의 요건을 갖추도록 하고 있으며, 향후 해당 산업의 진입에 일부 허들로 작용할 것이라 예상하고 있습니다.

당사는 해당 법령이 제정되기 이전부터 의료기기 제조 및 품질관리 기준 적합인정서(GMP), 의료기기 제조업 허가증 등을 취득한 상태이며 이후 관계법령의 시행 방향에 맞춰 발 빠르게 대응할 예정입니다.

(2) 시장규모 추정

(가) Target Capture 키트 시장각종 시장조사기관에서 별도로 당사의 주력제품인 Target Capture Kit 시장을 추정한 보고서가 존재하지 않음에 따라 주요 시장조사기관에서 발표한 시장보고서를 활용하여 다음과 같이 Target Capture 키트 시장을 추정하였습니다. 시장조사기관 Fortune Business Insights에 따르면 Global NGS 시장규모는 2015년부터 2026년까지 연평균 22.2% 성장하여 2026년 약 314억달러(약 37.6조원) 규모를 형성할 것으로 전망됩니다.

Market Size 2015-2026, USD million>

63. global ngs market size(2015-2026).jpg global ngs market size(2015-2026)

출처 : NGS Market Size, Share and Industry Analysis By Type, By Application, By End User Regional Forecast, 2019-2026 (Fortune Business Insights, 2019.07)

시장조사기관 BCC Research(DNA SEQUENCING: EMERGING TECHNOLOGIES AND APPLICATIONS, 2016.05) 에 따르면 당사 Target Capture 키트의 고객사에 해당하는 NGS 시퀀싱 서비스 공급자(Service Provider) 비중은 전체 NGS 시장에서 약 66%를 차지하는 것으로 확인됩니다.

또 다른 시장조사기관 Grand view Research에 따르면 Targeted Sequencing 시장(Whole Exome Sequencing 포함)은 전체 시퀀싱 시장의 80% 수준으로 파악됩니다.

Sequencing Market Size 2014 ~ 2025, USD Millions>

64. ngs targeted sequencing market size(u.k).jpg ngs targeted sequencing market size(u.k)

출처 : Next Generation Sequencing Market Size, Share Trends Analysis Report By Application (HLA Typing, Consumer Genomics), By Technology, By Workflow, By End Use, By Region, And Segment Forecasts, 2020 - 2027(Grandview Research, 2020.02)

따라서 일반적으로 Target Capture Kit 유전체 분석서비스 공급 가격이 약 70 ~ 100만원 수준임을 고려할 때, 주요 업체들의 Target Capture 키트의 평균 단가가 약 $300(36만원) 수준인 점을 감안한다면, 2023년 Target Capture Kit 시장은 6.6조원으로 추정됩니다. 다만 해당 추정치는 시장자료 등을 활용한 수치이며, 실제 시장보다 과대 혹은 과소 추정되었을 가능성이 존재합니다.

당사 제품(Target Capture키트) 시장 추산>

NGS 총 시장 규모	NGS 서비스 공급자 시장 규모 = NGS 총 시장 규모의 66%	Target Sequencing 서비스 시장 규모= NGS 총 서비스 시장 규모의 80%	Target Capture 키트 시장 규모 = Target Sequencing 서비스 시장 규모의 36%

35조원	23.1조원	18.5조원	6.6조원

(나) 차세대 염기서열 분석 솔루션 BTSeq(Barcode-Tagging Seqeuncing)

당사에서 자체 개발한 차세대 분석솔루션 BTSeq(Barcode-Tagging Seqeuncing)은 자체개발 분자 클로닝기술인 MSSIC(Massive Separated and Sequence Identified Cloning)을 기반으로 하고 있으며 1) Sanger Sequencing 시장, 2) 마이크로바이옴 시퀀싱 시장, 3) 육종(종자)분석 시장 등 다양한 시장에 진출을 계획하고 있습니다

1977년 개발된 Sanger 시퀀싱은 1) 오랫동안 검증되어 기술적 신뢰도가 높으며, 2) 대량으로 보급되어 이용하기 편리하며, 3) 비교적 간단한 분석 방법으로 분석 결과를 얻는데 걸리는 시간이 매우 짧음에 따라 NGS 시퀀싱 기술 개발에도 불구하고 많이 사용되고 있습니다. 하지만 염기서열 길이당 비용이 매우 비싸며(1백만 염기서열 분석 시 Sanger 시퀀싱은 약 260만원이 소요되며, NGS 시퀀싱 이용시 100원 소요), 2) 기술적인 문제로 인해 1kb 이후부터는 분석 효율이 떨어지며, 3) 유전체의 대량분석이 불가능한 한계가 있습니다. 그럼에도 불구하고 Sanger 시퀀싱은 그 대체제의 부재로 2020년 전세계 시장에서 약 3.97억달러(약 4,700억원, 출처: DNA SEQUENCING: EMERGING TECHNOLOGIES AND APPLICATIONS, BCC Research, 2016.05) 수준의 시장을 형성하고 있는 것으로 파악됩니다.

BTSeq(Barcode-Tagging Seqeuncing)의 경우 자체개발 클로닝기술인 MSSIC(Massive Separated and Sequence Identified Cloning)을 기반으로 NGS의 단점을 개량한 기술 유전체 분석 솔루션으로 Sanger기술을 대체하는 것을 목표로 하고 있습니다. 2020년 최초 출시 이후 질병관리본부에서 COVID-19 유전체염기서열 분석시에 활용한 적 있으며, 주요 병원/연구소에서 Sanger 기술을 대체하여 사용하는 등 사업적인 성과를 나타내고 있습니다.

또한 마이크로바이옴 시퀀싱 시장은 2017년 755백만 달러(약 9천억원)에서 연평균 18.2% 성장하여 2023년 2,040백만 달러(약2조4,500억원) 규모를 형성할 것으로 기대됩니다. 현재 당사는 고객사의 요청에 따라 마이크로바이옴 시퀀싱에 적용하는 기술제품을 개발 완료하 여 2020년 하반기 출시 예정 입니다.

및 전망>

65. 마이크로바이옴시퀀싱 시장.jpg 마이크로바이옴시퀀싱 시장

출처 : 한국바이오경제연구센터 재구성(BCC Research, 2019)

Prescient Strategic intelligence Market Reports에 따르면 종자시장은 2023년 28,524백만 달러 시장규모를 형성할 것으로 추정되며 이 중 당사의 기술이 적용되는 시장은 30% 수준인 8,557백만달러(약 10조2,600억원)을 형성할 것으로 전망됩니다. 당사는 종자산업진흥센터, 국립농업과학원 등 주요 정부기관과의 협업을 통해 동물/식물 종자개발 시장에도 진출할 계획입니다.

적용되는 종자개발 시장>

66. 육종(종자) 시장.jpg 육종(종자) 시장

출처 : Agricultural Biotechnology Market by Technology, by Product , by Geography - Global Market Size, Share, Development, Growth and Demand Forecast, 2013-2023 (Prescient Strategic Intelligence, 2017. 12)

(3) 시장성 장 요인 (가) 정 부 정책수혜유전체 분석 시장은 정부의 개발의지와 투자규모가 민간 투자의 동인이 되고, 따라서 이를 기초로 성장하는 시장입니다. 정부는 맞춤의료를 실현하기 위하여 더 많은 연구비를 조성하고 있다. 또한 유전체학 기반의 질병 및 코호트 대상 유전자 검사를 위한 연구를 진행하기 위하여 노력중임에 따라 국가적 이니셔티브의 확대를 기화로 시장의 성장이 예상됩니다. (나) 정밀의료 트렌드 확대정밀의료란 다양한 요인과 질병의 생물학적 근거를 기반으로 질병과 예후를 통합함으로써 환자에게 가장 적합한 헬스케어 서비스를 제공하는 새로운 개념입니다. 구체적으로 정밀의료에서는 유전체 정보, 진료 및 임상정보, 생활습관정보 등을 통합 분석하여 환자 특성에 맞는 맞춤형 의료 서비스를 제공합니다. 동사의 제품은 정밀의료에서 유전체 정보를 획득하는데 사용됩니다. 현재 국내외 병원과 수탁검사기관에서는 NGS를 활용해 정밀의료의 구현에 다가가고 있습니다.

현황 및 전망>

67. 정밀의료 시장 현황 및 전망_11.jpg 정밀의료 시장 현황 및 전망_11

출처 : 생명공학정책연구센터, Global Genomics Industry Outlook, 2017-2023 (Frost Sullivan, 2018.08)

생명공학정책연구센터 및 Global Genomics Industry Outlook, 2017-2023 (Frost Sullivan, 2018.08)에 따르면 글로벌 정밀의료 시장은 2017년 약 53.5조원에서 연 평균 13.3%로 성장하여 2023년에는 약 112.9조원 규모로 확대될 전망입니다. 전세계적인 고령화 추세에 따른 의료비 부담이 가중하고, 심각한 질병의 발생율이 증가하고 있어, 각국 정부 차원의 정밀의료 산업화를 촉진하고 있습니다.

1990년대 대규모 시퀀싱 연구가 시작이 되었고 2000년대 중반 Illumina / 454 / ABI / Ion Torrent 등 회사가 그간 연구용으로만 소량 제작되던 NGS 기기를 상업적인 목적으로 생산하기 시작하였습니다. 이러한 기기의 활용으로 2016년에는 미국의 정밀 의학 구상 자금 14 억 달러, Cancer Moonshot 프로젝트에 18 억 달러의 기금을 마련하는 등, 여러 국가에서 대규모 인간 유전체 프로젝트 (Human Genome Project)를 승인하고 자금을 지원하였습니다. 현재 차세대 시퀀싱 기술의 발전으로 초기의 차세대 시퀀싱 기기에서 더욱 진보하여 빠르고 정확하며, 여러 분야에서의 접근이 가능한 가격에 이르렀고 현재도 계속 확대되고 있습니다. 유전질환, 고형암, 희귀질환 진단 등과 같은 응용분야에서 활용되고 있으며 다양한 임상 응용 분야로의 적용이 활발히 이루어 지고 있습니다.

(다) 유전자 분석 기술의 의료 현장 적용 확대

현대 의학의 발전으로 하나의 질병에 수개~수백개의 유전자가 연관이 되어 있다는 사실이 발견되었습니다. 그러나 기존의 PCR 또는 Sanger 염기서열 분석 기술로는 오로지 한 유전자 내 일부 영역만을 분석할 수 있습니다. 기존의 Sanger 기술로 여러 유전자들을 분석하기 위해서는 여러 유전자 영역들을 대상으로 동일한 기술로 반복적으로 분석을 하야하기 때문에, 분석 시간과 비용이 비례해 늘어납니다.

2010년 Lancet Oncology지에 보고된 바에 따르면, 항암제를 선택하기 위해 참고로 분석에서 유전자의 개수를 증가시키며 그에 따라 항암제를 투여하게 되면 환자에게 치료 효과가 증가한다는 것을 보고하였습니다. 항암제의 기전에는 복수의 여러 유전자들이 관여하기 때문에 단순히 한 유전자에 돌연변이가 검출되지 않았다고 하더라도, 관여하는 pathway 내 다른 유전자들에서 돌연변이가 발생할 경우 이를 고려해야하기 때문입니다.

분석을 통해 더욱 정확해지는 치료 예측>

68. 다유전자분석 치료예측.jpg 다유전자분석 치료예측

출처 : De Roock et al., Lancet Oncol. 2010

NGS 기술이 발전하면서 DNA 염기서열 분석 비용이 낮아지고 정확도가 높아지면서 수개~수백개의 유전자들만을 정확하게 분석할 수 있게 되었습니다. 약 2012년경부터 미국에서는 GeneDx, Foundation Medicine과 같은 민간 전문 검사기관(CLIA Lab)이 LDT(Lab Developed Test)형태로 다양한 유전질환 및 고형암 검사를 NGS 기술을 활용하여 제공하기 시작하였습니다. 현재 미국에서는 수백개 이상의 CLIA Lab과 종합병원들에서 NGS 검사가 실용화되어 운용중입니다. 유럽과 중국에서는 약 2016년부터 해당 검사가 도입되기 시작하여 현재 가파르게 시장이 성장하고 있습니다. 국내에서는 2017년 NGS 검사에 대한 가이드라인이 공포되었고, 건강보험을 적용하고 있습니다. (라) 기존기술 대체 및 신규시장 창출NGS 기술을 이용하면 기존 기술로는 가능하지 않았던 고정밀, 저비용의 분석이 가능하기 때문에 기존 기술이 적용되는 시장을 대체하는 것에서 나아가 신규 시장을 창출함으로써 시장이 성장할 것이라 기대하고 있습니다. 대표적인 신규 시장으로는 액체생검 분석을 이용한 암 조기진단 및 재발 모니터링 검사 시장이 있습니다.

기존의 암 진단 검사는 조직검사(biopsy)나 수술 등 침습적인 방법으로 유전자 검사를 수행하였습니다. 이는 검사 비용이 높고, 조직 채취 후의 회복 시간이 길어 입원이 필요한 경우가 많으며 발생 부위에 따라 조직 채취가 불가능한 경우가 많습니다. 약 2017년부터 혈액 내에 존재하는 cell-free DNA(cfDNA)를 이용한 유전자 검사 방법이 주목받게 되었습니다. cfDNA는 세포가 죽었을 때(apoptosis, necrosis) 주변으로 방출되는 것이 주 발생 요인이며 세포에서 분비(secretion)되는 DNA도 소량 존재합니다.

개념도>

69. cfdna 모식도.jpg cfDNA 모식도

출처 : Ref. Schwarzenbach, H., Hoon, D. S. B. Pantel, K. Cell-free nucleic acids as biomarkers in cancer patients. Nat. Rev. Cancer 11, 426?37 (2011).

혈액 내의 cfDNA를 이용하면 암 발생 부위와 관계없이 혈액 내 미량 존재하는 cfDNA를검사함으로써 암의 재발 및 조기진단이 가능합니다. 혈액 채취 후에는 별도의 회복 시간이 필요하지 않아 환자가 입원하지 않아도 되므로 부담이 거의 없는 획기적인 검사법으로 각광받고 있습니다.

이러한 장점을 바탕으로 암 진단, 진행 및 치료 반응, 재발 모니터링, 생존 기간 예측 등 환자 맞춤형 치료를 위한 획기적인 검사 방법이 될 것으로 기대되고 있습니다. 액체 생검 (CTC, cfDNA)을 이용한 암 진단 연구는 현재 다양한 해외 연구 및 상업 기관에서 진행 중에 있으며, 이를 이용한 진단 서비스를 시작하기 위해 노력하고 있습니다.미국 대표적인 수탁검사기관인 미국 Foundation Medcine 사에서는 FOUNDATIONACTTM 라는 이름으로 액채 혼성화 유전자 포획 기술 기반으로 cfDNA 샘플에서 62 개 유전자의 변이를 진단하는 서비스를 출시하였습니다. 미국의 Guardant health 사도 액상 혼성화 포획 기술을 기반으로 cfDNA 샘플에서 70개의 유전자의 변이 분석 서비스로 시장에 진출하였습니다.

다. 주요 제품/서비스 경쟁현황(1) 경쟁 상황

(가) 경쟁형태

현재 세계적으로 다수의 바이오 기업들이 폭발적인 성장을 나타내고 있는 유전체 분석 시장 선점을 위해 노력하고 있으며, 이에 따라 유전자 분석/장비업체(IVD, Bioinfomatics 업체)들이 지속 등장하며 그 경쟁은 점점 치열해지고 있는 상황입니다.

이 에 반해 유전자 분석 중 대다수를 차지하는 타겟유전자 분석(Targeted Sequencing)에 필수적인 Target Capture 키트의 경우 당사를 포함하여 6개의 회사만이 사업을 영위 하고 있습니다. 즉, 6개의 회사가 약 5,000개 이상의 IVD, Bioinfomatics 업체들에게 Target Capture 키트 시장을 독·과점 공급하고 있는 상황입니다.

(나) 진입장벽

1) 기술 진입 장벽(노하우 축적, 기술검증)

신생 업체가 당사와 같은 수준의 성능을 내며 글로벌 시장에 이미 활동을 하고 있는 업체들과 경쟁을 하기 위해서는 매우 오랜 기간 동안의 연구개발이 필요합니다. Target Capture 키트의 성능에 관여하는 변수는 (1) 프로브 디자인 방법, (2) 약 10여 가지의 시약의 조성 및 농도, (3) 실제 Capture 실험을 통한 검증 과정이 필요합니다. 또한 각 최적화 사이클 마다 실험을 하고 NGS 장비를 가동해 raw data를 생산하고, Bioinformatics과정을 통해 각 사이클의 성능을 분석하여 다음 최적화 사이클에 어떻게 반영할 것인지를 거치는 과정이 필요합니다. 각 분석 사이클 당 최소 6주의 시간이 걸리고, 약 30-40회의 최적화 사이클을 거친다고 보면, 단순 계산상으로 180주-240주 (약 3년 6개월-4년 6개월)의 시간이 걸립니다.

당사는 2013년부터 지속적으로 성능을 개선하기 위한 R 수행하였으며, 당사의 성능이 세계시장에서 선도적 위치에 도달한 데에 약 5년여의 개발 기간이 필요했습니다. 이와 더불어 당사의 제품이 글로벌 시장에서 공급됨에 따라 고객의 수요와 동향을 수집할 수 있는 채널이 확대되어 감에 따라 당사도 지속적으로 계속 새로운 기능과 성능 향상, 원가절감 R 수행하고 있어 신규 진입자가 본 산업에 진입하기 어렵다는 점이 시장의 진입장벽으로 작용합니다.

[당사 Target Capture 기술 요소별 개발 기간]

기술 분류	기술 요소	세부 기술 요소	개발기간	기대 효과	비고

차세대 유전자 포획 기술	프로브 디자인 기술	GC-fix 기술	2013.3. - 2013.12.	유전자 포획 패널의 성능 최적화로 다양한 종류의 변이를 분석 가능하게 하여 연구/임상 목적 사용성을 극대화	국내외 특허 5건 출원

Homology 최적화 기술	2013.3. - 2013.12.

Rebalancing 기술	2014.1. - 2014.6.

TMB, MSI
동시 분석 기술	2015.7. - 2018.12.

RNA sequencing 기술	2016.1. - 2017.12.	mRNA, lncRNA, miRNA 등 다양한 RNA를 시퀀싱할 수 있는 프로브 디자인 기술 확보	국내외 특허 1건 출원

Methylation Sequencing 기술	2016.1. - 2018.12.	핵산 시료의 methylation 패턴을 고효율로 탐지 할 수 있는 프로브 디자인 기술 확보	-

시약 최적화 기술	On-target, Uniformity 최적화 기술	2014.7. - 2018.12.	같은 양의 시료를 이용하였을 때 충분한 분석이 가능할 정도의 데이터 생산이 가능케 함	-

Pre-Capture Pooling 최적화 기술	2018.8. - 2019.5.	여러 샘플의 동시 포획을 통해 사용 편의성을 극대화하고 비용을 절감할 수 있게 함	-

프로브 안정성 향상 기술	2016.8. - 2018.6.	프로브 장기 보관 및 운송 안정성을 확보하여 상품성을 향상시킴	-

NGS 플랫폼 별 최적화	2017.2. - 2018.12.	Illumina, Ion torrent, Pacbio, Nanopore, MGISEQ 등 다양한 NGS 플랫폼에 제품 적용 가능하도록 최적화	-

노이즈 제거 기술	분자 바코드 기술	2017.1. - 2019.8.	극미량 시료에 대한 실험/분석법을 확보하여 다양한 종류의 시료에 대해 제품을 적용할 수 있게 함	국내외 특허 1건 출원

Deduplication 알고리즘 기술	2017.1. - 2019.8.	-

Consensus Read 생성 알고리즘 기술	2017.1. - 2019.8.	-

2 Step 프로브 양산 기술	Template 제조 기술	2013.3. - 2013.12.	프로브의 대량 생산법 및 lot 간 편차를 최소화하여 생산 안정성을 확보함	-

최소 Bias RNA 대량 증폭 기술	2013.3. - 2013.12.	-

교차 오염물 탐지 기술	-	2016.8. - 2017.12.	다수 시료의 분석 시 발생할 수 있는 샘플 간 교차 오염을 탐지 가능케 함	국내 특허
1건 등록
국외 특허
1건 출원

Integration Site 분석 기술	-	2018.7. - 2019.8.	유전체 조작된 세포주의 변형 위치 탐색을 효과적으로 할 수 있게 함	-

2) 시장 진입 장벽

의료산업의 경우 가장 중요한 것은 제품/기술의 안전성 및 신뢰성입니다. 이를 위해서는 주요 고객사로부터 해당 제품에 대한 검증을 통해 제품의 안정성과 신뢰성을 입증 받아야합니다. 따라서 후발주자의 경우 오랜 기간에 거쳐 기술/제품을 개발하더라도, 기존 기술 대비 월등히 뛰어나지 않는 이상 시장 진입이 어렵습니다. 당사의 경우 국내/외 고객사로부터 반복발주를 수령하여, 충분한 Reference를 축적하고 있으며 이를 바탕으로 영업을 확대해 나가고 있습니다.

(다) 경쟁업체 현황1) 경쟁업체 현황

Target Capture 시장은 크게 ① 키트 및 소모품을 공급하는 키트 시장과, 이를 활용한 ② Targeted Sequencing 서비스 시장으로 구분될 수 있으며, 각 시장의 주요 경쟁업체 현황은 다음과 같습니다.

[Target Capture Kit 상용화 회사 비교]
70. target capture 키트 비교자료.jpg target capture 키트 비교자료
자료: 각사 홈페이지, 제품소개자료, 사업보고서

현재 서비스 업체들에게 키트를 공급 회사들은 제한적입니다. 업체로는 IDT, Agilent Technologies, Twist Bioscience, Illumina, Roche 등이 있으며, 정확한 시장자료는 없느나 이들 5개의 회사가 현재 유전체 분석 키트시장의 95%이상을 선점하고 있다고 판단됩니다. 국내 역시 현재 유전체 산업에 필요한 거의 모든 키트는 위 회사의 제품을 수입하여 사용하고 있는 상황입니다.

위 회사들은 주로 액상 혼성화 기반의 키트를 공급하고 있으며, 각 회사에 별로 규격화 된 형식의 패널을 공급하고 있어, 맞춤형 유전자 포획 기술을 활용한 패널의 경우 그 서비스가 제한 적이며 성능 역시 보장해주고 있지 않습니다. 반면 당사는 고객 맞춤형 키트(Customized Kit)를 통해 시장 진입하고 있는 상황이며, 고객사로부터 품질을 검증받아 반복 발주를 수령 받는 등 해당 시장 내 Reference를 꾸준히 확보 중에 있습니다.

2) Target Capture키트 성능 비교시장 점유율이 높은 경쟁사 제품과 동일한 타겟영역을 대상으로 프로브 제조, 시약 구성, 동일 시퀀싱 방법을 사용하여 Target Capture키트를 비교하였을 때 주요 지표에서 당사 제품이 경쟁사 대비 우월함을 확인하였습니다. 특히 해당 데이터의 경우 객관성을 입증하기 위해 당사 자체 실험 뿐 아니라 당사의 고객사인 CRO, 연구소 등에서 검증한 Data가 포함되어 있습니다.

[경쟁사와의 Target Capture키트 성능비교]
71. 경쟁사와의 target captrue키트 성능 비교.jpg 경쟁사와의 target captrue키트 성능 비교
자료: Creative Bio, 자체 실험 등

[주요 지표 설명]

a. On Target RatioReference genome에 align 가능한 데이터 중 실제 표적 영역 내에 align된 데이터의 비율을 말합니다. Targeted sequencing에서는 표적 영역 내에 포함된 데이터만이 분석에 필요한 데이터이기 때문에 해당 수치가 높을수록 시퀀싱 데이터의 분석 효율이 올라갑니다. b. Coverage 지표표적 영역 중 시퀀싱 데이터가 실제로 얻어진 영역의 비율을 말합니다. 실제 분석에서는 1X, 5X, 10X 등과 같이 특정 횟수 이상 데이터가 읽힌 영역의 비율을 계산합니다. 1X coverage의 경우 1 번이라도 시퀀싱 된 영역의 비율을, 10X coverage에서는 10 회 이상 시퀀싱 된 영역의 비율입니다. Coverage 수치를 통해 전체 표적 영역 중 특정 depth 값으로 분석이 가능한 영역이 어느 정도인지를 가늠할 수 있습니다.

c. Uniformity 지표Uniformity는 여러 개의 표적 영역 내에서 시퀀싱 데이터가 얼마나 고르게 분포되어 있는지 확인할 수 있는 성능 지표입니다. 각 표적 영역에서 균일하게 데이터가 얻어질수록 전 영역에서 목표 depth를 얻기 위해 필요한 시퀀싱 데이터의 총량이 줄어들기 때문에 Uniformity 수치가 높을수록 시퀀싱 데이터의 분석 효율이 올라갑니다. Uniformity를 가늠하기 위한 지표로는 평균 depth의 0.2배, 0.5배를 기준으로 하였을 때의 coverage 값을 이용합니다. 평균 depth 값에 비례하는 기준값을 이용하여 전체 시퀀싱 데이터 크기에 대한 요소를 배제하고 데이터의 분포를 살펴볼 수 있습니다. 각각의 coverage가 더 높은 값을 가질수록 표적 영역 중 depth가 유독 낮은 영역이 더 적다는 것이며 이는 uniformity가 높음을 의미합니다.

3. 주요 원재료 가. 매입 현황(단위: 천원)

매입유형	품 목	구 분	2017년(제08기)	2018년(제09기)	2019년(제10기)	2020.3분기(제11기)

원재료주1)	Miseq Reagents Kit	국 내	31,413	107,579	242,266	141,921

수 입

소 계	31,413	107,579	242,266	141,921

테일링 효소	국 내	0	178,464	116,404	114,480

수 입

소 계	0	178,464	116,404	114,480

접합효소	국 내	0	28,350	109,952	83,284

수 입

소 계	0	28,350	109,952	83,284

효소	국 내	35,456	58,050	107,780	53,193

수 입

소 계	35,456	58,050	107,780	53,193

DNA 원재료	국 내

수 입	17,375	68,904	84,296	56,681

소 계	68,904	84,296	56,681

기타	국 내	850,272	1,363,114	991,221	714,690

수 입	1,381	2,033	18,355	122,387

소 계	851,653	1,365,147	1,009,576	837,077

원재료 합계	국 내	917,141	1,735,557	1,567,623	1,107,568

수 입	18,756	70,937	102,651	179,068

소 계	935,897	1,806,494	1,670,314	1,286,636

상품주2)	Miseqdx sysetm	국 내	0	0	184,828	0

수 입

소 계	0	0	184,828	0

tris(hydroxymethyl)aminomethan99.9%	국 내	0	0	119,080	0

수 입

소 계	0	0	119,080	0

Lithium aluminium hydride 95%	국 내	0	0	115,960	0

수 입

소 계	0	0	115,960	0

cesium iodide 99.999%	국 내	0	0	111,780	0

수 입

소 계	0	0	111,780	0

기타	국 내	0	0	1,140,369	1,300,708

수 입

소 계	0	0	1,140,369	1,300,708

상품 합계	국 내	0	0	1,672,017	1,300,708

수 입

소 계	0	0	1,672,017	1,300,708

총 합 계	국 내	925,692	1,735,557	3,239,640	2,408,276

수 입	10,205	70,937	102,651	179,068

합 계	935,897	1,806,494	3,342,331	2,587,344

주1) 원재료의 제조사는 대부분 해외의 기업으로 국내대리점을 통해 구매담당자가 직접 매입하고 있으며, 일부 2~3개 품목의 경우만 해외에서 직접 구매하고 있습니다.
주2) 상품의 경우 2019년부터 유통(도소매)에 대한 업종을 추가하면서 매출이 발생하였고, 상품의 매입은 주로 국내대리점이나 국내 기업을 통해 직접 구매하고 있습니다.

나. 원재료 가격변동추이(단위: 천원, 달러)

사업연도 / 품 목	2017년(제08기)	2018년(제09기)	2019년(제10기)	2020.3분기(제11기)

Miseq Reagents Kit	국 내	2,137	2,148	2,173	2,033

테일링 효소	국 내	-	216	216	216

접합효소	국 내	-	188	188	188

효소	국 내	430	430	390	363

DNA 원재료	수 입	300 ($280)	302 ($270)	289 ($260)	302($250)

다. 주요 매입처에 관한 사항주요 매입처의 경우 당사의 영업비밀로 별도 기재하지 않았습니다.

4. 생산 및 설비

가. 생산능력 및 생산실적 (1) Taget Capture 키트

(단위: RXN, 백만원)

제품 / 품목명	구분	2017년 (제08기)	2018년 (제09기)	2019년 (제10기)	2020.3분기 ( 제11기)

수량	금액	수량	금액	수량	금액	수량	금액

Target Capture 키트주)	생산능력	58,710	8,800	58,710	8,800	58,710	8,800	58,710	8,800

생산실적	6,506	7,724	13,951	8,486

가동률	11.10%	13.20%	23.80%	14.45%

기말재고	-	-	972	30	-	-

주) Kit 제품의 생산은 16/24/48/96rxn 단위로 이루어지고 있으며, 총 3인의 생산파트 인원이 작업을 하고 있습니다. kit 제조는 인력에 투입시간으로 생산능력이 계산되며, 산출식은 다음과 같습니다.
각 생산단위별 1인당 투입시간 : 16rxn = 301분, 24rxn = 311분, 48 rxn = 331분,
96rnx = 355분
96rxn 산출식 : 월근무시간 168시간(21일*8시간) / 작업시간(355분) * 96RXN = 2,726rxn
16rxn 산출식 : 월근무시간 168시간(21일*8시간) / 작업시간(301분) * 16RXN = 536rxn
536rxn * 12개월 = 6,430rxn * 3인 = 19,290rxn
RXN 단위가 높을수록 생산능력 및 매출액이 증가하며, 표에 기입한 생산능력은 16rxn과 96rxn의 평균값으로 산출하였습니다

(2) NGS Sequencing Service

단위: 천원

제품/품목명	구분	2017년 (제08기)	2018년 (제09기)	2019년 (제10기)	2020.3Q

수량	금액	수량	금액	수량	금액	수량	금액

Target sequencing주)	생산능력	32,800	6,000	32,800	6,000	32,800	6,000	32,800	6,000

생산실적	3,587	1,126	5,144	752	6,104	1,131	4,028	932

가동률	10.90%	15.70%	18.60%	12.28%

기말재고	-	-	-	-	-	-	-	-

주) sequencing 의 경우 생산능력은 분석장비 1대당 가동시간을 기준으로 산출되며, 당사는 총 3대의 장비를 보유하고 있습니다. 각 장비별 생산능력에 대한 산출식은 다음과 같습니다.
miseq 장비(1회 가동 시 5GB의 데이터분석이 가능하며, 28시간이 소요)
▶ 산출식: 연간 260일 / 24시간 = 6,240시간, 28시간 x 5GB = 1,114GB x 185천원 = 2.1억
NextSeq_mid 장비 : 1회 가동 시 40GB의 데이터분석 가능하며, 30시간이 소요됨.
▶ 산출식) 연간 6,240시간, 30시간 x 40GB = 8,320GB x 185천원 = 15.4억
NextSeq_high 장비 : 1회 가동 시 120GB의 데이터분석 가능하며, 32시간이 소요됨.
▶ 산출식) 연간 6,240시간, 32시간 x 120GB = 23,400GB x 185천원 = 43.3억

나. 생산설비에 관한 사항(1) 현황(단위: 천원)

공장별	자산별	소재지	기초가액	당분기 증감	당분기상각	분기말가액	비고

증가	감소

본사	시설장치	본사19,20층	1	-	-	1

38,719	20,500	20,804	38,415

기계장치	본사19층	70,113	-	-	12,135	57,978

65,045	-	-	11,045	54,000

109,009	-	-	16,351	92,658

172,121	-	-	21,818	150,303

215,325	-	-	22,275	193,050

77,875	-	-	7,875	70,000

534,962	146,867	-	70,794	611,035

(2) 설비의 신설 매입계획

분기보고서 제출일 현재 설비투자를 검토한 사항은 아래와 같습니다.

(단위 : 백만원)

구 분	설비
능력	총소요
자 금	기
지출액	지 출 예 정	착 공
예정일	준 공
년월일	진척율	비 고

2020년	2020년이후

기계장치	4,000	650	147	300	350	-	20년말~21년	23%

시설장치	시설확장	95	20	95	-	-	20년말	21%

계	745	167	395	350	22%

5. 매출에 관한 사항 가. 매출실적(단위: 백만원)

매출유형	품 목	매 출 처	17연도(제08기)	18연도(제09기)	19연도(제10기)	20연도3Q(11기)

제품	Target Capture kit	국내	㈜녹십자지놈	87	140	592	260

기타	763	1,172	461	598

수출	Firalis S.A	-	-	550	133

$18,000	-

? 400,510	? 100,075

Intron Saglik	41	377	398	134

$36,864	$342,144	$339,648	$108,992

기타	46	53	136	85

$41,198	$42,043	$88,453	$57,819.71

-	? 5,400	? 18,020	? 11,315

-	-	￥54,000	-

소계	937	1,742	2,137	1,210

$78,062	$384,187	$446,101	$166,811.71

-	? 5,400	? 418,530	? 111,390

-	-	￥54,000	-

서비스	Target seqeuncing	국내	연세대학교 임상의학연구센터	-	23	386	313

한국과학기술원	24	-	136	-

기타	1,102	744	714	904

수출	Creative biolabs 등	0.3	11	26	-

$300	$10,000	$22,620	-

소계	1,126	778	1,261	1,217

$300	$10,000	$22,620	-

상품	시약 등	국내	㈜마운틴	-	-	513	-

㈜유투바이오	-	-	200	-

㈜베이직사이언스	-	-	164	178

기타	-	-	837	1,191

소계	-	-	1,714	1,369

부동산임대	전대	국내	㈜아이엠비디엑스	-	3	28	9

소계	총 1개	-	3	28	9

합계	2,063	2,523	5,141	3,805

나. 판매에 관한 사항(1) 판매조직

구분	담당지역	담당지역	주요 내용

당사 영업조직	국내	서울/경기지역	수도권내 병원의 진검 및 병리과 제외한 나머지 거래처

해외	해외지역	대리점 발굴 및 협업, 학회/마케팅 등

국내대리점	수도권/지방	병원의 진검 및 병리과 및 기타 지방 거래처

해외대리점	각 국가	각 국가별 거점병원, 연구소 등 거래처 담당

* 당사의 대리점 명단은 영업비밀로 작성하지 않았습니다. (2) 판매경로 당사는 자체 영업조직과 대리점을 활용하여 제품을 판매하고 있습니다. (3) 판매전략

(가) 국내 판매전략

NGS 장비는 한번의 가동으로 많은 수의 검체를 분석함으로써 유전자 검사 비용을 줄일 수 있습니다. 만일 NGS 가동시 분석 간으한 최대 검체 수 대비, 현저히 적은 수의 검체를 분석할 경우에 그 비용이 기하급수적으로 증가하게 됩니다. 따라서 충분한 검체의 수급이 가능한 대형병원 및 수탁검사기관 만이 효율적인 NGS 유전자 검사를 운영할 수 있는 상황입니다.

이 대형 기관들을 당사의 고객으로 확보하게 되면 그 자체가 ‘레퍼런스’가 되어 당사의 제품력을 인정받고 안심하고 쓸 수 있는 제품이라는 점을 국내 시장에 알리는 데 매우 효과적 입니다. 따라서 당사는 수요가 집중되는 대형병원과 소수의 수탁검사기관, 국내 대형 제약사를 고객으로 확보하는데 집중하고 있습니다.

뿐만 아니라 이를 바탕으로 일반인 대상 건강검진 시장 진출을 위해 2019년 하반기 유투바이오사와 건강검진용 Panel 및 각종 서비스사업 논의 중에 있습니다. 해당 Panel은 개발 완료시 유투바이오사를 통해 각 종 건강검진기관으로 납품을 계획하고 있습니다.또한 당사의 제품은 감염증 검출에도 적용이 될 수 있는데, 최근 연구기관에 돼지 열병 바이러스를 분석하기 위한 솔루션을 개발하여 수주하였습니다. 동 기관에 AI 바이러스 검출을 위한 솔루션을 공급하기 위한 논의도 진행중입니다. 또한 전남화순병원에 조직 내 기생충을 검출하는 키트를 개발하는 수주를 받았습니다.이처럼 당사의 제품은 바이오 섹터에 폭넓은 곳에 적용될 수 있기 때문에 고객 발굴을 지역 거점 대리점들과의 협업을 통해 진행하고 있습니다.

(나) 해외 판매전략

셀레믹스 전체 Product line을 해외시장에 공급합으로서, DNA기반 바이오소재 및 시퀀싱 기술의 혁신을 창출하여, 의료, 신약, 육종, 합성생물학, 마이크로바이옴 분야를 선도하는 글로벌 기업으로 자리매김 하겠다는 미션을 같고, 시장 경쟁력 우위의 자사 Customized panel을 유럽 시장에 집중 런칭, 고객 니즈에 최적화된 전략과 마케팅 프로그램의 실현, 사내 및 해외 조직체계보강을 목표로 전략을 세우고 있습니다.

세부실행 계획으로는 본사 영업, 마케팅 담당, 대외홍보, 제품관리, 기술지원을 강화하고 해외 대리점계약, 전문교육 이수, 현지 직원 채용등을 통해 해외조직을 강화하는 한편, 맞춤형 제품 공략으로 고객의 니즈를 충족시키고 당사의 전체 portfolio로 선택의 폭 확대 및 신뢰감을 극대화하고 R 협업을 통해 고객 요구에 빠르게 대응할 수 있도록 하고 있습니다. 이밖에도 고객 마케팅과 대외 홍보활동을 강화하여 당사의 브랜드 이미지를 높이고자 노력하고 있습니다.

6. 시장위험과 위험관리가. 시장위험

시장위험은 시장가격의 변동으로 인하여 금융상품의 공정가치가 변동할 위험입니다.시장위험은 이자율위험, 외환위험 및 기타가격위험의 세가지 유형으로 구성되며, 당사의 활동은 주로 환율의 변동으로 인한 금융위험에 노출되어 있습니다. 1) 이자율위험이자율 위험은 시장이자율의 변동으로 인하여 금융상품의 공정가치가 변동할 위험입니다. 당기말 현재 변동이자율이 적용되는 차입금은 없으며, 이자율 변동이 금융부채의 공정가치 및 현금흐름에 미치는 영향은 중요하지 아니합니다.

2) 환위험보고기간종료일 현재 당사가 보유하고 있는 외화표시 화폐성자산 및 화폐성부채의 장부금액은 다음과 같습니다.

(단위: 천원)

구 분	2020년 3분기	2019년	2018년

외화	원화	외화	원화	외화	원화

외화예금	USD	185,185.26	217,315	311,351	360,482	58,081	64,940

EUR	120,020.84	164,359	5	6

CNH

매출채권	USD	86,927.00	102,009	171,397	198,443	72,086	80,599

EUR	-	-	90,300	117,158

CNH	135,000.00	23,207	135,000	22,375

외화자산 계	USD	272,112.26	319,324	482,748	558,925	130,167	145,539

EUR	120,020.84	164,359	90,305	117,164	-	-

CNH	135,000.00	23,207	135,000	22,375	-	-

외화자산합계	506,890	698,464	145,539

매입채무	USD	54,024.00	63,397	21,590	24,997

EUR	80,000	103,794

CNH

리스부채	USD

EUR

CNH	198,000.00	34,036	252,000	41,766

외화부채 계	USD	54,024.00	63,397	21,590	24,997	-	-

EUR	80,000	103,794	-	-

CNH	198,000.00	34,036	252,000	41,766	-	-

외화부채 합계	97,433	170,557	-

7. 파생상품 거래 현황 당사는 분기보고서 작성기준일 현재 해당사항 없습니다.

8. 경영상의 주요계약당사는 분기보고서 작성기준일 현재 해당사항 없습니다. 9. 연구개발 활동 가. 연구개발비용

(단위: 천원)

구분	2020연도
(제11기 3분기)	2019연도
(제10기)	2018연도
(제9기)	2017연도
(제8기)

자산처리	원재료비	-	-	-	-

인건비	-	-	-	-

감가상각비	-	-	-	-

위탁용역비	-	-	-	-

기타경비	-	-	-	-

소계	-	-	-	-

비용처리	제조원가	-	-	-	-

판관비	1,180,384	1,750,638	1,512,524	1,436,491

연구개발비용 계	1,180,384	1,750,638	1,512,524	1,436,491

(정부보조금)	-	-	-	-

연구개발비/매출액 비중	322.39%	293.69%	166.83%	143.66%

나. 연구개발 실적

당사는 사내 기업부설연구소를 중심으로 제품개선 및 신제품 개발을 위한 연구활동을 지속적으로 해오고 있으며, 기술 및 시장변화에 민감하게 반응하면서 한발 앞선 연구개발을 하고 있습니다. 당사가 현재까지 개발 완료하여 상용화된 기술과 신제품(서비스) 개발을 위해 진행 중인 연구현황은 아래와 같습니다.

(1) 주요 제품화 기술별 연구개발 실적

(가) 차세대 유전자 포획 기술1) 프로브 디자인 기술

연구과제	프로브 디자인 기술 개발

연구기관	셀레믹스

연구품목	GC-fix 기술 (개발기간: 2013.3-2013.12)
Homolog 최적화 기술 (개발기간: 2013.3-2013.12)
Rebalancing 기술 (개발기간: 2014.1-2014.6)
TMB, MSI 동시 분석 기술 (개발기간: 2015.7-2018.12)
Methylation Sequencing 기술 (개발기간: 2016.1-2018.12)

기대효과	유전자 포획 패널의 성능 최적화로 다양한 종류의 변이를 분석 가능하게 하여 연구/임상 목적의 사용성을 극대화시킴

2) 시약 최적화 기술

연구과제	시약 최적화 기술

연구기관	셀레믹스

연구품목	On-target, Uniformity 최적화 기술 (개발기간: 2014.7-2018.12)
Pre-Capture Pooling 최적화 기술 (개발기간: 2018.8-2019.5)
프로브 안정성 향상 기술 (개발기간: 2016.8-2018.6)
NGS 플랫폼 별 최적화 (개발기간: 2017.2-2018.12)

기대효과	같은 양의 시료를 이용하였을 때 충분한 분석이 가능할 정도의 데이터 생산이 가능케 함
여러 샘플의 동시 포획을 통해 사용 편의성을 극대화하고 비용을 절감할 수 있게 함
프로브 장기 보관 및 운송 안정성을 확보하여 상품성을 향상시킴
Illumina, Ion torrent, Pacbio, Nanopore, MGISEQ 등 다양한 NGS 플랫폼에 제품 적용 가능하도록 최적화

3) 노이즈 제거 기술

연구과제	노이즈 제거 기술

연구기관	셀레믹스

연구품목	분자 바코드 기술 (개발기간: 2017.1-2019.8)
Deduplication 알고리즘 기술 (개발기간: 2017.1-2019.8)
Consensus Read 생성 알고리즘 기술 (개발기간: 2017.1-2019.8)

기대효과	극미량 시료에 대한 실험/분석법을 확보하여 다양한 종류의 시료에 대해 제품을 적용할 수 있게 함

4) 2-step 프로브 양산 기술

연구과제	2-step 프로브 양산 기술

연구기관	셀레믹스

연구품목	Template 제조기술 (개발기간: 2013.3-2013-12)
최소 Bias RNA 대량 증폭 기술 (개발기간: 2013.3-2013.12)

기대효과	프로브의 대량 생산법 및 lot 간 편차를 최소화하여 생산 안정성을 확보함

5) 교차 오염물 탐지 기술

연구과제	교차 오염물 탐지 기술

연구기관	셀레믹스

연구품목	교차 오염물 탐지 기술 (개발기간: 2016.8-2017.12)

기대효과	다수 시료의 분석 시 발생할 수 있는 샘플 간 교차 오염을 탐지 가능케 함

6) Integration Site 분석 기술

연구과제	Integration Site 분석 기술

연구기관	셀레믹스

연구품목	Integration Site 분석 기술 (개발기간: 2018.7-2019.8)

기대효과	유전체 조작된 세포주의 변형 위치 탐색을 효과적으로 할 수 있게 함

(나) 면역 레퍼토어 분석 기술1) 상대빈도 보존 기술

연구과제	상대빈도 보존 기술

연구기관	셀레믹스

연구품목	Germline 데이터베이스 (개발기간: 2017.6-현재)
프라이머 디자인 기술 (개발기간: 2017.6-2018.5)

기대효과	분석의 민감도, 특이성, 최소검출한계 향상

2) 분석 정확도 향상 기술

연구과제	분석 정확도 향상 기술

연구기관	셀레믹스

연구품목	분자 바코드 기술 (개발기간: 2017.6-현재)
계통수, 네트워크 기반 분석 기술 (개발기간: 2017.6-2019.5)

기대효과	NGS 오류 제거를 통한 면역 레퍼토어 분석 솔루션의 상품성 극대화

3) 중쇄·경쇄 연관성 분석 기술

연구과제	중쇄·경쇄 연관성 분석 기술

연구기관	셀레믹스

연구품목	단일 세포 염기서열 분석 기술 (개발기간: 2019.3-현재)

기대효과	중쇄-경쇄 연관성 정보 제공을 통한 시장 경쟁력 강화
단일 세포 염기서열 분석 시장 진출

(다) 분자바코드 매개 전장 염기서열 재구성 기술

1) 바코드 접합 기술

연구과제	바코드 접합 기술

연구기관	셀레믹스

연구품목	바코드 접합 효소 기술 (개발기간: 2017.5-현재)
바코드 디자인 기술 및 리스트 (개발기간: 2011.1-현재)
DNA 정제 간소화 기술 (개발기간: 2017.5-현재)

기대효과	NGS 프렙 비용 절감과 실험 시간 단축
분석에 필요한 NGS 데이터 양의 절감
샘플 준비 단계에서 추가되는 비용의 절감

2) 염기서열 재구성 기술

연구과제	염기서열 재구성 기술

연구기관	셀레믹스

연구품목	De novo assembly 알고리즘 (개발기간: 2017.5-현재)

기대효과	염기서열 분석의 정확도 개선

3) 키트화 기술

연구과제	키트화 기술

연구기관	셀레믹스

연구품목	Ready-mix 조성 기술 (2019.8-현재)

기대효과	고객의 편의성 증대 및 실험 시간 단축

(라) 정부과제 수행 실적

1) 약물유전체 타깃시퀀싱 대용량 고속분석 플랫폼 개발

연구과제	약물유전체 타깃시퀀싱 대용량 고속분석 플랫폼 개발

연구기관	셀레믹스

기대효과	당사의 Target Capture 키트의 약물유전체 분석으로 응용 확대 가능
임상 시료를 활용한 검증을 통한 제품 신뢰도 제고

소요자금	5,000만원

재원조달방법	정부출연금

2) 유전체 후성유전체 통합분석 기반 대장암 진단 및 예측 기술 개발

연구과제	유전체 후성유전체 통합분석 기반 대장암 진단 및 예측 기술 개발

연구기관	셀레믹스

기대효과	당사의 Target Capture 키트를 대장암 후성유전체 응용에 적용
병원과 협업을 통해 임상 검체를 활용해 제품 검증 가능, 신뢰도 제고

소요자금	30,000만원

재원조달방법	정부출연금

3) NGS기반 ctDNA분석 플랫폼 구축 및 서비스 실용화

연구과제	NGS기반 ctDNA분석 플랫폼 구축 및 서비스 실용화

연구기관	셀레믹스

기대효과	당사의 Target Capture 키트를 ctDNA 분석으로 응용 확대 가능
병원과 협업을 통해 임상 검체를 활용해 제품 검증 가능, 신뢰도 제고

소요자금	90,000만원

재원조달방법	정부출연금

4) 말초혈액 유래 핵산 포획 패널 최적화를 통한 분석 키트 실용화

연구과제	말초혈액 유래 핵산 포획 패널 최적화를 통한 분석 키트 실용화

연구기관	셀레믹스

기대효과	당사의 Target Capture 키트를 ctDNA 분석으로 응용 확대 가능
병원과 협업을 통해 임상 검체를 활용해 제품 검증 가능, 신뢰도 제고

소요자금	7.5억원

재원조달방법	정부출연금

5) 엑솜 염기서열 분석용 표적 유전자 포획 프로브 개발 및 최적화

연구과제	엑솜 염기서열 분석용 표적 유전자 포획 프로브 개발 및 최적화

연구기관	셀레믹스

기대효과	- 당사의 MSSIC 기술을 활용하여 Target Capture 키트 성능 고도화 가능
병원과 협업을 통해 임상 검체를 활용해 제품 검증 가능, 신뢰도 제고

소요자금	12.5억원

재원조달방법	정부출연금

6) 급성림프모구백혈병의 최적화된 치료를 위한 NGS기반의 미세잔존 질환 검출 키트 개발 및 실용화

연구과제	급성림프모구백혈병의 최적화된 치료를 위한 NGS기반의 미세잔존 질환 검출 키트 개발 및 실용화

연구기관	셀레믹스

기대효과	당사의 면역 레퍼토어 분석 기술을 활용하여 혈액암 MRD 분석 신제품 개발 가능
병원과 협업을 통해 임상 검체를 활용해 제품 검증 가능, 신뢰도 제고

소요자금	3억원

재원조달방법	정부출연금

(2) 연구개발 계획

1) BTSeq을 활용한 분자 진단 제품 개발

연구과제	BTSeq을 활용한 분자 진단 제품 개발

연구기관	셀레믹스

기대효과	기존 PCR 기술이 차지하던 분자 진단 시장을 파괴적 혁신하여 신규 시장 진입
호흡기, STD 등 규모가 큰 시장 진입

소요자금	공모자금 활용 + 정부과제 지원

재원조달방법	공모자금 활용 + 정부과제 지원

2) BTSeq을 활용한 마이크로바이옴 제품 개발

연구과제	BTSeq을 활용한 마이크로바이옴 제품 개발

연구기관	셀레믹스

기대효과	기존 100% 해외 수입에 의존하던 마이크로바이옴 라이브러리 프렙 시약 국산화
당사 키트의 실험 편의성, 가격 경쟁력 등으로 인해 글로벌 시장 진입 가능

소요자금	공모자금 활용 + 정부과제 지원

재원조달방법	공모자금 활용 + 정부과제 지원

3) 단일세포(Single Cell) 분석 기술 및 시약 개발

연구과제	단일세포(Single Cell) 분석 기술 및 시약 개발

연구기관	셀레믹스

기대효과	기존 100% 해외 수입(미국 10x Genomics사)에 의존하던 단세포 분리 기술 국산화
신규 시장인 단세포 분석 시장 진입
진단, 항체 발굴, 학술연구 등에서 당사 기술이 적용되는 응용 확대

소요자금	공모자금 활용 + 정부과제 지원

재원조달방법	공모자금 활용 + 정부과제 지원

4) 유전자 합성 자동화 장비 개발

연구과제	유전자 합성 자동화 장비 개발

연구기관	셀레믹스

기대효과	동시 병렬적으로 서로 다른 서열의 긴 길이의 DNA 합성 가능
신규 시장인 합성생물학 시장 진입
Target Capture 키트에서 유전자 합성으로 적용되는 응용 확대

소요자금	공모자금 활용

재원조달방법	공모자금 활용

다. 연구개발 조직

[당사 연구소조직도]
72. 셀레믹스 연구소조직도.jpg 셀레믹스 연구소조직도

당사의 연구개발조직은 최고경영자(기술개발/영업 마케팅)인 김효기 대표이사 아래각 2개의 연구조직이 존재하며 MGE부문은 류태훈 부문장(연구소장), 유전체사업부는 한효준 부문장이 총괄하고 있습니다.

[부서별 업무 분장표]

부서	업무내용

유전체사업부문	서비스파트	유전자 분석 서비스

생산파트	제품 생산(Kit, Bead 생산)

BI서비스파트	패널 디지인, 분석결과 데이터 생성 등

합성파트	시약합성, Probe 생산 등

QC파트	원재료, 제품 및 서비스 품질검사 등

Project Manager	제품 및 서비스 생산관리

유전체R	제품성능개선 및 제품개발, 유전체연구 등

MGE 연구소	면역레퍼토어, BTSeq 등 신제품개발, 합성생물학 연구 등

당사의 기술은 DNA 소재 및 시약 개발 기술, 광학 기기 및 자동화 장비 개발 기술, 미세유체 및 반도체 공정 기술, Bioinformatics 알고리즘 개발, 유전체 빅데이터 분석기술 등 BT-NT-IT를 아우르는 다학제간 기술융합적 성격을 가지고 있습니다. 이에 따라 각 연구조직도 역시 유기적이고 효율적인 연구개발이 가능하도록 구성되어 있습니다.

[주요 연구 인력 현황]

직위	성명	담당업무	주요경력	주요 연구성과	비고

공동대표이사	김효기	연구총괄	셀레믹스 대표이사(‘12.09 ~ 현재)
서울대학교 전기컴퓨터 박사(‘10.09 ~ ’13.02)	유전자분야 논문 13건,
특허 13건	박사(2013)

유전체사업부문

유전체부문장	한효준	유전체
연구총괄	셀레믹스 유전체부문장(‘13.06 ~ 현재)
연세대학교 화학 박사(‘09.03 ~ 14.08)	유전자분야 논문 7건,
특허 7건	박사(2014)

선임연구원	정재환	유전제연구	셀레믹스 유전체R 파트장(‘16.08 ~ 현재)
연세대학교 화학 박사(‘10.09 ~ 16.08)	유전자분야 논문 4건,
특허 5건	박사(2016)

선임연구원	장훈	유전체연구	셀레믹스 유전체R(‘16.06 ~ 현재)
연세대학교 화학 박사(‘12.03 ~ 17.08)	유전자분야 논문 14건
특허 1건	박사(2017)

MGE부문

MGE부문장	류태훈	분자유전공학
연구총괄	셀레믹스 MGE부문장(‘14.09 ~ 현재)
서울대학교 전기컴퓨터 박사(04.03 ~ 16.08)	유전자분야 논문 5건
특허 12건	박사(2016)

수석연구원	김정은	분자유전연구	셀레믹스 MGE부문(‘15.07 ~ 현재)
아이바이오 책임연구원(‘08.4 ~ 14.12)
서울대학교병원 임상의학연구소 촉탁교수
(‘07.04 ~ 08.03)
포항공대 생명공학센터 연구원(‘06.03 ~ 06.12)
포항공대 생명과학과 학사(92.03 ~ 96. 02)
포항공대 분자생명과학부 석/박사(96.03 ~ 06.02)	유전자분야 논문 9건
특허 2건	박사(2006)

선임연구원	정유신	분자유전연구	셀레믹스 MGE부문(‘15.11 ~ 현재)
서울대학교 전기컴퓨터 박사(08.03 ~ 17.02)	유전자분야 논문 5건
특허 4건	박사(2017)

선임연구원	김옥주	분자유전연구	셀레믹스 MGE부문(‘16.11 ~ 현재)
서울학교 전기컴퓨터 박사(‘13.09 ~ 18.08)	유전자분야 논문 4건	박사(2018)

주임연구원	이대환	분자유전연구	셀레믹스 MGE부문(‘19.12 ~ 현재)건국대학교 의생명공학 박사(‘15.03 ~ 20.02)	유전자분야 논문 9건	박사(2020)

주임연구원	박용찬	분자유전연구	셀레믹스 MGE부문(‘20.06 ~ 현재)강원대학교 바이오컨버전스공학 박사(‘14.03 ~ 19.08)	유전자분야 논문 7건	박사(2019)

* 박사급 인력만 기재하였습니다.

[연구개발 인력구성 현황]
(기준: 2020. 09. 30, 단위: 명)

학력	박사	석사	학사	기타

인원수	10	2	7	-

10. 그 밖에 투자의사결정에 필요한 사항 가. 지적재산권 현황 (1) 특허권, 전용실시권 현황

번호	구분	출원국	내용	적용제품	출원일	등록일	권리자

1	특허권	한국	핵산분자의 제조방법	Target Capture 키트	2012-08-01	2014-10-20	셀레믹스

특허권	미국	METHODOFPREPARINGNUCLEICACIDMOLECULES	2012-08-01	2016-05-17

2	특허권	한국	핵산분자의 제조방법	Target Capture 키트	2013-12-13	2014-11-26	셀레믹스

3	전용실시권	한국	고순도뉴클레오타이드의 대량 생산방법	Target Capture 키트, 면역레퍼토어분석솔루션	2012-07-24	2014-12-03	셀레믹스

미국	METHODFORMASSPRODUCTIONOFHIGH-PURITYOLIGONUCLEOTIDES	2012-06-15	2016-05-03

4	전용실시권	한국	고순도뉴클레오타이드의 대량 생산방법	Target Capture 키트, 면역레퍼토어분석솔루션	2012-10-15	2015-03-31	셀레믹스

5	전용실시권	한국	이종DNA바코딩방법	면역레퍼토어분석솔루션	2014-03-07	2015-12-01

미국	Heterogeneous DNA barcoding	2014-03-07	2017-12-26	셀레믹스

6	전용실시권	한국	마이크로어레이기판상의 생화학 분자들의 분리방법	Target Capture 키트, 면역레퍼토어분석솔루션	2013-12-06	2016-02-11

중국	Isolation method of biochemical molecules on microarray	2013-12-09	2017-12-26

미국	METHOD OF ISOLATING BIOCHEMICAL MOLECULES ON MICROARRAY SUBSTRATE	2013-12-09	-

유럽	METHOD OF ISOLATING BIOCHEMICAL MOLECULES ON MICROARRAY SUBSTRATE	2013-12-09	-

7	특허권	한국	초병렬적 핵산 합성법을 통한 DNA 라이브러리의 동시 합성방법	-	2013-12-11	2016-03-02	셀레믹스

8	특허권	한국	코돈조합화 및 변이유발을 이용한 유전자 라이브러리의 합성방법	-	2013-12-11	2016-03-02	셀레믹스

특허권	중국	METHODFORSYNTHESIZINGGENELIBRARYUSINGCODONCOMBINATIONANDMUTAGENESIS	2013-12-11	2017-03-08

특허권	유럽	METHOD FOR SYNTHESIZING GENE LIBRARY USING CODON COMBINATION AND MUTAGENESIS	2013-12-11	2018-11-28

특허권	미국	METHOD FOR SYNTHESIZING GENE LIBRARY USING CODON COMBINATION AND MUTAGENESIS	2013-12-11	2018-07-31

9	특허권	한국	멀티타입의 자성입자 분리 스탠드	Target Capture 키트	2015-10-05	2016-09-01	셀레믹스

10	특허권	한국	생물학적물질분리장치	Target Capture 키트, 면역레퍼토어분석솔루션	2017-10-26	2018-07-06	셀레믹스

특허	PCT	BIOLOGICAL MATERIAL SEPARATION APPARATUS	2018-10-16	-

11	특허권	한국	분자클론 추출 및 확인방법	Target Capture 키트, 면역레퍼토어분석솔루션	2016-11-04	2018-08-09	셀레믹스, 서울대학교 산학협력단

특허	PCT	Isolation and identification method of molecular clone	2016-11-04	-

특허	중국	MOLECULAR CLONE EXTRACTING AND VERIFYING METHOD	2016-11-04	-

특허	유럽	MOLECULAR CLONE EXTRACTING AND VERIFYING METHOD	2016-11-04	-

특허	미국	MOLECULAR CLONE EXTRACTING AND VERIFYING METHOD	2016-11-04	-

12	특허권	한국	표적핵산분자를 생성하는 방법 및 조성물	-	2017-02-20	2019-01-15	셀레믹스, 서울대학교산학협력단

특허	PCT	METHOD AND COMPOSITION FOR PRODUCING TARGET NUCLEIC ACID MOLECULE	2018-02-20	-

13	특허권	한국	유방암 예후 예측용 조성물 및 방법	Target Capture 키트, 면역레퍼토어분석솔루션	2017-10-20	2019-07-11	셀레믹스, 서울대학교병원, 서울대학교산학협력단

특허	PCT	COMPOSITION AND METHOD FOR BREAST CANCER PROGNOSIS PREDICTION	2017-10-19	-

14	특허권	한국	차세대 염기서열 분석을 위한 시료 간 교차 오염 탐색용 내부 검정 물질	Target Capture 키트, 면역레퍼토어분석솔루션	2018-05-03	2018-10-25	셀레믹스

특허	PCT	Internal control substance searching for inter­sample cross­contamination of next­generation sequencing samples	2019-03-07	-

15	특허권	미국	Method of preparing nucleic acid molecules	Target Capture 키트	2016-04-19	2019-07-23	셀레믹스

16	특허	한국	암을 유발할 수 있는 유전자 변이를 검출하기 위한 프로브와 제조 및 검출 방법	Target Capture 키트	2018-07-05	-	셀레믹스

17	특허	한국	ＢＲＣＡ 유전자 변이를 검출하기 위한 프로브와 제조 및 검출 방법	Target Capture 키트	2018-07-05	-	셀레믹스

18	특허	한국	고형암을 유발할 수 있는 유전자 변이를 검출하기 위한 프로브와 제조 및 검출 방법	Target Capture 키트	2018-07-05	-	셀레믹스

19	특허	한국	분자클론 추출 및 확인 방법	Target Capture 키트, 면역레퍼토어분석솔루션	2018-08-08	2018-08-09	셀레믹스

20	특허	한국	유방암 조직 내 세포 유래 돌연변이를 검출하기 위한 프로브 제조 및 검출 방법	Target Capture 키트	2018-11-09	-	셀레믹스, 서울대학교 병원

특허	PCT	유방암 조직 내 세포 유래 돌연변이를 검출하기 위한 프로브 제조 및 검출 방법	2019-10-28	-

21	특허	한국	폐암 조직 내 세포 유래 돌연변이를 검출하기 위한 프로브 제조 및 검출 방법	Target Capture 키트	2018-11-09	-	셀레믹스, 서울대학교 병원

특허	PCT	폐암 조직 내 세포 유래 돌연변이를 검출하기 위한 프로브 제조 및 검출 방법	2019-10-28	-

22	특허	한국	바이오리액터 기반 생체시료의 분석방법, 분석 칩 및 분석 시스템	Target Capture 키트, 면역레퍼토어분석솔루션	2019-02-08	-	셀레믹스

특허	PCT	Method for analysis of biospecimen, analysis chip and analysis system based on bioreactor	2019-02-08	-

23	특허	한국	전처리 없는 NGS 프랩 방법	BTSeq	2019-11-19	-	셀레믹스

24	특허	미국	METHOD FOR PREPARING LIBRARY FOR HIGHLY PARALLEL SEQUENCING BY USING MOLECULAR BARCODING, AND USE THEREOF	Target Capture 키트	2017-05-25	-	셀레믹스

특허	PCT	분자 바코딩을 이용한 초병렬 시퀀싱을 위한 라이브러리 제조방법 및 그의 용도	2017-05-25	-

(2) 실용신안, 디자인, 상표권, 서비스표 현황

번호	구분	내용	권리자	출원일	등록일	출원국

1	실용신안	자성 입자분리 스탠드	셀레믹스	2015-11-18	2016-09-01	한국

2	디자인	생분자 분리용 자성 스탠드	셀레믹스	2015-12-14	2016-09-01	한국

3	디자인	생분자 분리용 자성 스택드
(부분 디자인1)	셀레믹스	2015-12-14	2016-11-30	한국

4	디자인	생분자 분리용 자성 스탠드
(부분 디자인2)	셀레믹스	2015-2-14	2016-11-30	한국

5	상표	셀레믹스
(5류, 의료용약제등 10건)	셀레믹스	2015-01-19	2015-10-22	한국

6	서비스표	셀레믹스
(42류, 의학연구업등 16건)	셀레믹스	2015-01-19	2015-12-29	한국

7	상표	CELEMICS
(5류, 의료용약제등 10건)	셀레믹스	2015-01-19	2015-10-22	한국

8	서비스표	CELEMICS
(42류, 의학연구업등 16건)	셀레믹스	2015-01-19	2015-12-29	한국

9	상표	73. 셀레믹스상표.jpg 셀레믹스상표	(5류, 료용약제등 10건)	셀레믹스	2015-07-13	2016-06-20	한국

10	서비스표	74. 셀레믹스 상표 - 서비스표.jpg 셀레믹스 - 서비스표	(42류, 의학연구업등 16건)	셀레믹스	2015-07-13	2016-04-08	한국

11	상표	TopQXSEP
(9류, 실험실용 이화학기기등 30건)	셀레믹스	2016-01-06	2016-10-13	한국

12	상표	75.셀레믹스 상표.jpg 셀레믹스 상표	(9류, 실험실용 이화학기기등 30건)	셀레믹스	2016-01-06	2016-10-13	한국

13	상표	XSEP
(1류, 과학 또는 연구용 진단시약 등 48건)	셀레믹스	2016-06-01	2016-12-14	한국

14	상표	Celemics G-Mendeliome	(01,05,09,35,42,44류)	셀레믹스	2019-10-24	-	한국

15	상표	BTSeq	(01,05,09,35,42,44류)	셀레믹스	2020-07-24	-	한국

16	해외상표	76. 셀레믹스 상표.jpg 셀레믹스 상표	셀레믹스	2016-01-13	2017-02-21	미국

17	해외상표	CELEMICS	셀레믹스	2015-02-03	2016-06-14	미국

18	해외상표	CELEMICS	셀레믹스	2015-01-19	2016-03-18	일본

19	해외상표	77. 셀레믹스 상표.jpg 셀레믹스 상표	셀레믹스	2015-07-13	2016-03-18	일본