[MonthlyNow] 대한민국의 밝은 미래, 바이오산업
[MonthlyNow] 대한민국의 밝은 미래, 바이오산업
  • 김영록 기자
  • 승인 2021.01.04 14:21
  • 댓글 0
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[월간인물 김영록 기자] 지난 연말인 1215일 보건복지부(장관 박능후)2021년도 보건복지부의 연구개발(R&D) 투자 방향을 알리는 2차 보건의료기술 정책심의 위원회 (위원장 연세대학교 의과대학 송시영 교수)를 열었다. 코로나로 인해 화상 토론 방식으로 개최된 이날 회의에서는 2021년도 보건복지부 R&D 사업 통합 시행계획이 발표되었다.

보건복지부는 2021년도에 추진할 R&D 주요 전략으로 감염병 위기 대응 역량 강화, 바이오헬스 첨단 유망기술 육성, 공익적 R&D 투자 강화, 의료현장 연계 R&D 지원 등 네 가지를 선정하여 그 핵심 사항에 대한 윤곽을 밝혔다. 2021년도 연구개발(R&D) 투자의 정책 목표는 공익적 R&D 투자 강화로 국민 보건 의료 문제 해결 및 첨단 유망기술 육성을 통한 국가 주력산업으로의 도약이다.

 

기초과학과 응용 기술의 만남

바이오산업(bioindustry)은 생물 공학기술(Biotechnology)을 기초로 생물체의 기능과 정보를 활용하여 유용물질을 상업적으로 생산하는 산업을 말한다. 보다 구체적으로 보면 화학, 전자, 의약, 환경, 농업, 식품 등 여러 산업부문에서 생물공학 기술의 접목을 통한 새로운 개념의 제품을 창출하는 산업이다.

현재 코로나가 심각히 확산되고 있는 상황에서 코로나 백신에 대한 세계인들의 관심이 뜨겁다. 해외에서 개발된 코로나 백신에 세계인들의 관심이 집중되고 있는 가운데, 1231일 정 세균 국무총리는 우리 기업이 개발한 코로나19 치료제가 며칠 전 허가 심사에 들어갔으며 내년 연말쯤 우리 한국도 독자적으로 개발한 코로나 백신이 선보이게 될 것이라 전망했다. 현재 정부는 해외에서 개발한 백신을 확보하여 20212월부터 의료진과 고령자 등에 대한 접종을 시작으로 향후 일반 시민들에게도 접종할 계획이다.

감염병 예방을 위한 백신(Vaccine: 특정 질병 혹은 병원체에 대한 후천성 면역을 부여하는 의약품) 을 만들려면 우선 순수 과학적 기술이 그 바탕에 작동한다. 백신의 기본 원리는 질병을 일으키는 병원체를 배양하여, 죽이거나 약독화 (弱毒化 : 독성이나 병원체의 성질이 약하게 만드는 것.) 하여 병원성을 최대한 낮춘 상태에서 비병원성 항원을 주입하는 것이 기초 원리이다.

바이러스의 성격과 구조에 대한 탐구는 기초과학 분야라 할 수 있는데 비해 기초 탐구 이후 백신 구성을 위한 DNA 효모를 배양하고 백신 DNA를 분리하여 주사제로 만드는 것은 응용과학 기술에 속하는 것이다. (미래의 최고 직업 바이오가 답이다, 김은기 , 전파과학사 , 2019, P53~54)

이러한 기술 간의 명확한 경계를 가르기는 어려우나 기초과학을 토대로 응용과학 기술이 접목된다. 그 예시로 인간 유전체 연구를 통한 줄기세포 연구, 생물체 구조 지식을 통한 암 치료제와 같은 신약 개발, 뇌 과학 연구를 기반으로 한 인공지능 개발 등 생명 현상과 지식이 결합되어 바이오 기술이 탄생한다.

 

고령화 시대 국가 전략 : 바이오 헬스

현재 우리 사회가 직면한 여러 당면 문제들 중 가장 시급하다 할 수 있는 것이 저 출산 고령화 문제일 것이다. 특히 2020928일 자, 통계청이 발표한 고령자 관련 주요 통계자료를 보면 현재 (2019년 조사 자료에 의거한) 65세 이상 고령 인구는 우리나라 인구의 15.7%를 차지하고 있다. 현 추세를 이어간다면 2025년에는 인구의 20.3%65세 이상의 고령 인구일 것으로 추측되며 65세 이상 고령자 가구는 전체 가구의 22.8%가 되며, 2047년에는 전체 가구의 약 절반(49.6%)이 고령자 가구가 될 것으로 전망하고 있다. 또한 2018년 기준 65세 생존자의 기대여명은 20.8(남자 18.7, 여자 22.8)으로 경제협력개발기구(OECD) 평균 대비 남자는 0.5, 여자는 1.5년 더 높은 수준을 보이고 있다.

2019년 기준 65세 이상 고령자의 사망원인은 암(750.5)이 가장 많았으며 심장질환(335.7), 폐렴(283.1), 뇌혈관질환(232.0), 당뇨병(87.1) 순이었다. 이는 건강 · 보건 분야 국가 부담에도 영향을 주어 201865세 이상 고령자의 건강보험 상 1인당 진료비는 4487천 원을 나타냈고 그중, 본인 부담 의료비는 1046천 원이었다. 이는 각각 전년보다 325천 원과 31천 원 증가한 액수이다. (출처: 통계청)

2019년 전체 진료비 지출 액 중, 65세 이상의 진료비 지출은 358,247억 원으로 전체의 41.4%를 차지했다. 이는 전년 대비 13.2% 증가율을 보여 준다. (출처:건강보험공단 2020)

 

과거 환갑을 맞으면 기념 잔치를 열던 시대가 가고 인생은 60부터이며 나이 60대가 아직 청춘이라는 수식어가 일상이 된 지금, 초고령 사회는 행복한 사회라는 인식 이전에 성장 동력의 침체와 한국 경제의 부담으로 작용하는 문제점이 크게 대두되고 있다. 이에 정부는 국민의 경제적 부담을 낮추고 국민 개개인의 삶의 질 향상을 위해 문제 해결을 위한 솔루션 개발과 바이오 헬스 관련 첨단 기술을 지원을 목표로 하고 있다.

 

2021 바이오산업 관련 정부 지원 계획

새해 보건복지부 주요 R&D 예산은 7878억 원으로 2020년 전년 대비 2600억 원(49.3%증가)이 증액되었다. 정부는 첨단 바이오헬스 기술 육성을 위한 과제에 초점을 맞추고 있는데 난치 질환 극복 및 미래 바이오경제 시대 글로벌 경쟁력 확보를 위한 재생의료 전주기 연구개발 지원 및 임상 연구에 2021년도 460억 원의 예산을 배정했다. (2020304억 원에서 증액) 또한 개인별 맞춤 의료와 인공지능을 활용한 임상 의사결정 지원 플랫폼 개발 등 4차 산업 명 기반 의료기술 지원에 2021689억 원을 확보했다. (2020506억 원디지털 기반의 암 전문 인공지능 분석 솔루션 개발에 2021년 신규로 72억원, 국가 바이오 빅데이터 구축 시범사업에 202173억 원 (202043억 원) 의료 데이터 보호 · 활용 기술개발에 202199억 원 (202080억 원)을 각각 책정하였다.

보건복지부는 신약과 의료기기 개발 등 차세대 유망기술에 대한 지원을 위해 제품개발과 임상, 인허가 및 제품화 등 전 과정에 범부처 간 공동 지원도 추진하기로 했다. (211,377억 원 배정 : 전년 2020939억 원더불어 공익적 R&D 투자 강화 부문 전략으로 돌봄 분야와 희귀질환 등 사회문제 해결을 위한 방안도 추진하고 있다. 세부적으로는 취약계층인 고령자, 장애인 친화 돌봄 서비스 공과 희귀질환, 저 출산 공익 부문의 사회문제를 해결하기 위한 실용화 중심 기술 개발 지원2021958억 원을 배정했다. (2020654억 원) 치매와 만성질환 등 고부담 난치성 질분야에도 2021950억 원의 재원을 배분했다. (20201,228억 원의료현장 연계 R&D 지원 부문에는 병원 중심 연구 플랫폼 구축으로 병원을 산 · 학 연구 중심 병원이 협력수 있도록 연구 · 산업생태계 혁신 거점으로 집중 육성하기 위해 2021년 989억 원을 투입할 예정이다. (2020866억 원에서 증액 : 2021년도에 연구중심병원 육성R&D402억 원, 의료기술 상용화 지원센터에 170억 원이 배정됨)

 

상용화된 디지털 스마트 헬스케어 기기

4차 산업 혁명 시대 바이오 헬스 분야도 데이터 분석 기술을 기반으로 기존 의료의 경험과 빅 데이터를 통해 과거와 다른 의료의 질을 향상과 새롭고 유의미한 가치를 창출하고 있다. 디지털 헬스케어의 핵심은 센서와 인공지능 기술인데 사물인터넷 (Internet of Things : 사물에 센서를 부착해 실시간으로 데이터를 인터넷으로 주고받는 기술) 위치 기술의 이용, 온라인의 클라우드 (Cloud : 컴퓨터 파일 저장 시, 작업한 컴퓨터 내부에 있는 공간이 아닌 인터넷-서비스 사업자의 서버-을 통해 중앙 컴퓨터에 저장할 수 있는데 이 공간을 클라우드라고 부름. 언제든 필요한 자료를 불러올 수 있으며 구름과 같은 무형의 형태라는 뜻에서 Cloud라 명명됨. 출전: 네이버 지식백과)에 저장된 빅 데이터는 개인용 스마트 기기와 연동된다. 이러한 데이터 기반 헬스케어 시스템은 의료진의 의료 서비스의 생산성과 효율성 증대에 기여하고 있다.

바이오산업의 정보통신기술과의 융합 적용의 예시로 웨어러블 ( wearable : 착용할 수 있는) 기기를 들 수 있다. 특히 바이오센서 기능을 이용한 웨어러블 기기는 이미 상용화되어 간편하게 건강관리를 할 수 있는 스마트 워치가 인기를 끌고 있다. 항상 손목에 시계로 착용할 수 있는데 스마트폰 기능과 접목하여 생체리듬을 기록하고 모니터링할 수 있다.

2018년 애플사()애플워치 4’에 심전도(ECG) 측정 기능을 장착하여 출시했고, 지난 202024월 우리나라 삼성전자가 한국 식품의약품 안전처 허가를 받아 세계 최초 혈압 측정 앱 삼성 헬스 모니터를 출시했다. 이 앱을 이용하여 상시(常時) 혈압을 측정할 수 있는데 갤럭시 워치 내에 내장된 심박 센서를 통해 맥박을 측정한다. 수축기의 최고혈압과 이완기의 최저혈압이 숫자로 표시되어 이용이 매우 간편하다.

애플워치 6세대 (시리즈6) 제품은 2020929일 출시되었는데 심전도 측정 기능과 산소포화도 측정 기능을 탑재하여 사용자의 체력과 건강 상태 체크에 도움을 주고 있다. Apple Watch Series 6는 새로이 설계된 광학 심장 센서에 혈중 산소 측정 기능이 추가되어있다. 혈중 산소 측정 (혈중 산소는 적혈구가 폐에서 몸의 나머지 부위로 옮기는 산소의 비율을 나타내는 것으로 혈액이 이를 잘 수행하는지 알려주는 기능이다.) 작동 방식은 뒷면의 크리스털이 빨간색 및 녹색 LED와 적외선을 손목에 비춘다. 그러면 광 다이오드가 반사되는 빛의 양을 측정한다. 또한 사용자가 넘어지는 것을 감지하고 긴급 구조 요청 기능도 추가되어 있다. 현재는 정확한 의료기능이 아닌 보조 장치로서 이용되지만 향후 스마트 헬스 기기들의 기능이 업그레이드가 계속되면 개개인의 건강관리 데이터가 자료화되어 매우 유용하고 편리한 건강관리 도구가 될 것이다.

 

바이오산업 전망과 인재 양성을 위한 방향

정부는 초 고령화 시대 성장 동력이 높은 분야인 재생의료, 신약, 의료기기 관련 바이오헬스 분야의 R&D 투자를 꾸준히 확대해 나갈 방침을 밝혔는데 이러한 정부의 지원이 건강과 보건 측면의 국민 삶의 질 향상과 연관이 크기 때문이다. 또한 대한민국 바이오산업의 발전이 글로벌 시장을 견인하여 차세대 한국의 미래 산업 경쟁력을 더욱 높여줄 것이다.

디지털 시대의 산업은 기존 시대 제약이었던 시공간을 초월하는 커다란 이점(利點)을 가진다. 이는 인터넷과 데이터 기반의 사물 인터넷, 빅데이터 분석과 딥러닝 기반의 인공지능 기술이 어우러진 합작품이다. 디지털 헬스케어의 상용화 시대가 우리에게 열어갈 미래는 장밋빛이다.

국내 기업 원천 기술로 개발한 신약 제조 기술 수출 성과는 2020년 한해 약 6.5조 원 규모였으며 이는 2020년 국내 제약 · 바이오 기술 수출 규모의 64%에 달하는 약 10.1조 원 규모였다. 이는 보건복지부 보건 의료 R&D의 성과를 보여주는 사례이기도 하다. 차후 바이오헬스 산업 성장을 위해 전문 인력 수요 증가가 예상된다.

 

바이오산업 발전을 위해서는 기초과학의 바탕이 튼튼해야 한다.

현재를 살고 있는 세계인 모두가 바라는 것은 건강한 삶일 것이다. 장수시대라 해도 질병에 시달리는 노년의 삶을 원하는 이는 아무도 없다.

아직도 정복되지 못한 많은 질환들이 있기에 바이오 신약 분야는 그 치료제의 개발로 경제적 가치 창출로 인해 관심 인력들이 지속적으로 유입되는 분야이기도 하다. 유전자 연구치료 분야, 다양한 바이오 신약 개발, 줄기세포, 인공 장기, 불임 · 난임 분야 분자생물학, 인류가 해결해 나갈 난제들에 세포 생물학, 면역학 등 기초 학문 분야의 발전에 발맞추어 줄기세포 분리 기술, 대량 배양 기술, 인공 장기 개발을 위한 생체 재료 기술 등 응용과학 기술 분야의 인재 양성이 중요하다.

인류의 수명과 건강한 삶과 직접 연관되는 의학, 의약 등 건강 분야에 못지않게 식품, 지구 환경 분야 제반 산업 모두 균형적 발전이 이루어져야 한다. 현 시대는 기상이변으로 한 식량 산업의 위기, 생태계 교란, 환경오염, 지구에서의 안전한 삶 모든 것이 위협받고 있다.

식량 확보와 건강한 먹거리 생산을 위한 과제 또한 인류가 풀어야만 하는 핵심 과제이다. 농업 발전을 위한 종자 산업, 분자 육종 산업, 분자 농업 기술, 가축 개발 등 연구 개발 인력이 필요하다.

환경 생태 분야는 환경 공학, 생명 공학 분야가 유망하다 할 수 있다. 해양 생물 연구와 수산 양식 분야, 바다를 연구하는 해양 생태는 아직 개척 여지가 많은 분야로 평가되는데 (미래의 최고 직업 바이오가 답이다, 김은기 , 전파과학사 , 2019년 참조) 이제는 한 분야만의 집중이 아닌 융합 기술 시대이므로 기초 원리를 응용 기술과의 접목을 통한 창의적 인재를 길러야 한다. 기존의 안정적 분야에서 눈을 돌려 자라나는 세대에게 다양한 경험을 제공하고 관심의 영역을 넓혀주며 학창 시절부터 기초과학에 관심을 가질 수 있는 교육 여건의 제공이 중요하다.

힘들었던 2020, 예기치 못한 코로나19의 출현으로 우리는 미래에 대한 불안한 마음을 가지기도 했다. 그러나 이제 새해를 맞아 향후 대한민국을 이끌어 갈 미래 경쟁 전략에 대해 깊이 숙고해보고 개인과 국가 모두 새 시대 새로운 구상으로 나아가야 할 때다. 새해의 일출을 보며 희망을 꿈꾸듯, 새로운 전략과 추진으로 2021을 더욱 도약하는 한 해로 만들어 가길 소망해 본다.

 

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