마이크로바이옴 기술로 삶의 가치를 높이고 세상을 건강하게
마이크로바이옴 기술로 삶의 가치를 높이고 세상을 건강하게
  • 박소연 기자
  • 승인 2023.02.08 09:40
  • 댓글 0
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㈜에이치이엠파마 지요셉 대표
㈜에이치이엠파마 지요셉 대표 ⓒ박소연 기자 / 사진 박성래 기자

마이크로바이옴(Microbiome)은 미생물(Microbes)과 생태계(Biome)의 합성어로 한 생태계 내의 모든 세균, 바이러스, 곰팡이 등을 포괄한다. 최근, 마이크로바이옴이 면역 및 장내질환을 포함한 다양한 질병과 상관관계가 있음이 밝혀지고 있다. 잦은 인스턴트식품 섭취, 항생제를 포함한 다양한 약물 의존 및 암과 같은 질병이 사람의 마이크로바이옴을 파괴하는데 이로 인한 슈퍼박테리아 감염과 크론병, 우울증, 불안증을 포함하는 뇌질환뿐 아니라 비만, 당뇨 등 대사질환까지 야기할 수 있다는 사실이 드러난 것이다. 마이크로바이옴은 질병의 진단·예방·치료제 개발 등 다양한 분야의 산업에 활용되며 미래를 이끌 신사업 기술로 떠오르고 있다.

 

㈜에이치이엠파마 지요셉 대표와 빌헬름 교수 [사진=에이치이엠파마]
㈜에이치이엠파마 지요셉 대표와 홀잡펠 교수 [사진=에이치이엠파마]

인류 질병 극복의 열쇠, ‘마이크로바이옴

에이치이엠파마(HEM Pharma)2017, 지요셉 대표가 빌헬름 홀잡펠(Wilhelm H. Holzapfel) 교수와 함께 설립한 회사이다. 미생물의 대사 활동 및 숙주와 장내 미생물의 복잡한 관계를 다양한 모델을 활용해 검증하고 실현 가능한 솔루션을 제시할 수 있는 연구 개발에 집중하며 마이크로바이옴 헬스케어 전문기업으로 성장하고 있다. 초대 대표이사이자 공동 창업자인 홀잡펠 교수는 독일 뮌헨 공과대학 미생물학 박사를 시작으로 독일 연방 위생, 독성학 연구소 연구소장 및 카를스루에 공과대학 교수를 20년간 역임한 미생물 학계의 세계적 석학이다. 한동대학교에서 만난 지요셉 대표와 홀잡펠 교수는 미생물이라는 공통의 관심사로 인연을 맺었고, 이후 홀잡펠 교수의 지도하에 미생물 분리 동정 선별 연구뿐 아니라 마이크로바이옴 관련 국책 과제들과 국내외 연구소 및 기업과의 협업 연구를 다수 수행하며 마이크로바이옴 조절을 통한 건강 증진 가능성을 제시하는 연구 성과들을 이루어냈다. 의미있는 성과들을 함께 이루어내던 두 사람은 미생물 연구의 세계를 더욱 넓히겠다는 결심으로 함께 에이치이엠파마 창업을 결심한다.

우리는 매일 수십조 개가 넘는 미생물의 도움을 받으며 살아갑니다. 특히, 장에 존재하는 수백 종의 미생물은 영양소의 소화뿐 아니라 면역력 강화, 독소 분해 등을 도우며 건강한 삶을 영위할 수 있도록 하는데요. 그중에서도 마이크로바이옴은 핵심적인 역할을 하지만, 그 중요성에 비해 널리 알려지지 않았어요. 하지만 이미 도래한 개인 맞춤형 시대에 마이크로바이옴보다 좋은 매개체는 없습니다. 마이크로바이옴이 부모에게 받은 유전자와 환경으로부터 받은 유전자를 기억하기 때문에 각자의 마이크로바이옴 정보를 풀어내면 개인 맞춤형 헬스케어를 제공할 수 있어요. ‘당신은 당뇨에 걸릴 확률이 몇 퍼센트이니 이러한 장내 미생물이 필요하다는 식으로요.”

마이크로바이옴은 맞춤형 헬스케어는 물론 질병과의 상관관계를 미리 예측함으로써 인류 질병 극복의 열쇠로 떠올랐다. 치료제 산업이 본격적으로 연구된 지는 10년 정도에 불과하지만, 성장세는 매우 가파르다. 시장 리서치 기관 프로스트앤드설리번(Frost & Sullivan)’에 따르면 글로벌 마이크로바이옴 시장 규모는 2019811억 달러(89조 원)에서 연평균 7.6%로 성장해 올해는 1,087억 달러(130조 원) 규모에 달할 것으로 전망된다. 국내에서도 마이크로바이옴 기술을 활용한 신약개발 연구는 활발하게 진행되고 있다. 다수의 기업들이 국내외에서 임상시험을 진행 중이며, 초기 단계 임상시험을 통해 마이크로바이옴 기술 기반 신약의 안전성과 유효성 입증하는 데 전력을 다하는 중이다. 에이치이엠파마 또한 미생물 전문 연구 기업으로써 세계적인 이슈로 떠오른 마이크로바이옴 연구 개발을 통해 사람들에게 건강한 삶을 선물하겠다는 확고한 비전으로 의미 있는 족적을 남기고 있다.

 

㈜에이치이엠파마 지요셉 대표 ⓒ박소연 기자 / 사진 박성래 기자
㈜에이치이엠파마 지요셉 대표 ⓒ박소연 기자 / 사진 박성래 기자

독자적인 PMAS 기술로 개인 맞춤형 마이크로바이옴 솔루션 제공

PMAS(Pharmaceutical Meta-Analytical Screening)는 마이크로바이옴 치료제 발굴을 위해 에이치이엠파마가 독자적으로 개발한 기술이다. 개인의 변을 이용해 장내 환경과 유사한 복제 장을 만들어 다양한 치료 효과가 있는 여러 치료제 후보 미생물을 동시에 스크리닝하고, 미생물 군집 분석과 장내 미생물 유래 대사체 분석을 통해 개인 맞춤형 솔루션을 제공하는 메타 스크리닝 기술이다. 쉽게 말해, 개인의 분변으로 여러 개의 복제 장을 만들고 여기에 다양한 프로바이오틱스를 투입해 장내의 유익한 미생물과 대사물질이 얼마나 늘어나는지 확인하는 방식으로 장 건강을 판단하는 것이다.

산업 연계 강화가 사업화 성공의 가능성이라 판단한 지요셉 대표는 산업 내 주요 업체와의 제품개발 및 연구협력을 늘리고 있는데, 글로벌 대기업인 암웨이와의 협업으로 20225월 출시한 마이랩 바이 뉴트리라이트(my LAB by Nutrilite)가 대표적인 사례이다. 이는 PMAS 기술을 이용해 개인의 마이크로바이옴 균형을 관리하는 서비스로 국내에서 유일하다. 마이랩 바이 뉴트리라이트 솔루션의 이용 방법은 크게 세 단계로 나뉜다. 먼저 테스트 키트를 구매하여 채변 후 듀얼 장 건강 분석 시스템으로 개인의 마이크로바이옴과 포스트바이오틱스 상태를 확인한다. 이어 PMAS 기술을 통해 추천된 프로바이오틱스 제품을 섭취한다. 이때 마이크로바이옴 관리를 위한 식생활습관 가이드도 함께 제공된다. 이후 6개월에서 1년 주기로 재테스트를 통해 본인의 마이크로바이옴과 포스트바이오틱스 상태 변화를 지속적으로 점검할 수 있다. 마이크로바이옴 솔루션이 추천하는 프로바이오틱스는 식약처에서 안전성이 인증된 고시형 균주로 구성되며, 1,600개 이상의 케이스 분석을 통해 포스트바이오틱스 성능이 가장 우수한 6가지 최적의 조합을 선별해 제공한다.

유전적으로 완전히 동일한 일란성 쌍둥이조차도 마이크로바이옴은 50%가 다르다고 알려져 있다. 때문에 일란성 쌍둥이라 해도 다른 병에 걸리고, 체질이 전혀 달라질 수 있다. 또한, 누군가에게는 긍정적으로 작용하는 미생물이 또 다른 누군가에게는 아무 소용이 없을 수도 있다. 이런 이유로 전 세계 거대 제약사들도 복잡하고 개인차가 큰 마이크로바이옴 연구에 쉽게 접근하지 못하고 있는 상황에서 에이치이엠파마가 정교한 맞춤형 프로바이오틱스와 식습관 및 생활습관 가이드를 제공했다는 사실은 의미가 크다.

사람 몸 안의 미생물은 2천 종이 넘고, 그 수는 30조 개가 넘습니다. 각각의 미생물이 하는 일도 모두 다르고요. 때문에 데이터베이스는 마이크로바이옴의 핵심 키라고 할 수 있는데요. 저희는 암웨이와의 협업 이후 한 달에 수천 개의 데이터베이스를 쌓아 왔습니다. 단일 기업으로 저희보다 많은 정보를 가진 곳은 없을 거예요. 이는 시간이 흐를수록 더 세분화된 솔루션을 제공할 수 있다는 뜻이기도 하죠.”

에이치이엠파마는 기술제품의 개발 및 사업화 초기부터 암웨이를 비롯해 아모레퍼시픽, 코스맥스 엔비티 등으로부터 SI(Strategic investment: 전략적 투자)를 받았을 뿐만 아니라 최근에는 기술제품 출시 시기와 맞춰 추가 투자에도 참여함으로써 기술 사업화에 대한 신뢰성을 인정받고 있다. 이렇듯 산업 연계를 강화하는 한편 미국, 일본, 중국 등 마이크로바이옴 기반 개인 맞춤형 플랫폼의 해외 진출도 본격화할 계획이다. 또한, 신약 비즈니스 파트너십을 포함하여 다양한 분야에서의 마이크로바이옴 기술 상용화를 위해 여러 기업과 MOU 체결 등 전략적 활동도 적극적으로 전개해나가고자 한다.

 

[사진=에이치이엠파마]
[사진=에이치이엠파마]

신약개발의 결실을 맺는 2023년을 만들 것

에이치이엠파마는 기초연구를 바탕으로 임상을 진행하는 한편 독자적 신약 파이프라인도 구축했다. 현재 마이크로바이옴 치료제(LBP, Live Biotherapeutic Product) 신약으로 개발 가능성이 높은 파마바이오틱스 후보 미생물을 선제적으로 발굴하여 직장 및 대장암 수술 후유증 저위전방절제증후군(LARS, Lower Anterior Resection Syndrome: HEM 1036)과 우울증 치료제(HEM 20-01)를 개발 중이다. HEM 1036은 호주 식품의약품안전청(TGA)으로부터 호주 임상 2상 임상 계획을 202212월에 승인받았으며, HEM 20-01은 임상시험용 신약을 준비 중이다. 이를 비롯해 다양한 질병 치료를 위한 치료제 후보 물질도 탐색 중이다.

머신러닝을 이용해 아토피, 장염, 변비 여부를 판별하는 방법에 대한 국내 특허 등록도 완료했다. 대장용종 진단 및 고혈당과 비만 여부 판별 방법의 국내 특허 등록을 완료한 데 이어 추가로 특허 등록을 진행한 것. 기존에는 메타게놈(Metagenome, 주어진 환경에 존재하는 모든 미생물의 유전체 총집합) 분석을 통해 해당 질환의 원인 인자로 작용할 수 있는 미생물을 동정하여 질환 유무를 판단했는데, 이 방법은 샘플 간 편차가 크고 데이터 오류 발생 가능성 등으로 정확한 원인 인자를 도출하기 어렵다는 단점이 있었다. 이에 에이치이엠파마는 시료를 장내 환경과 유사한 조성물과 혼합 및 분석하는 전처리 과정을 추가하며 기존 방식의 단점을 보완했다. 전처리 과정을 통해 학습 데이터를 최적화시켜 샘플 간 편차를 줄였고 최적화된 데이터를 머신러닝으로 학습시켰는데, 그 결과 질환 유무 진단의 정확도와 예측력 모두 높아졌음을 확인했다. 국내 특허 등록이 완료된 당사의 고혈당, 비만, 아토피, 장염, 변비 등 판별 방법 5건에 대해서도 국제 특허 등록을 위한 PCT 출원을 완료한 상태이다.

특허권 등 국내외 다수 지적 재산권 확보는 회사가 경쟁력을 키워온 방식이다. 2022년에는 중소벤처기업부의 예비 유니콘 특별보증지원 대상기업으로 선정되었으며, 기술혁신형 인증제도인 이노비즈(Inno-Biz)’ A등급을 획득했다. 지 대표는 ‘Profitable growth(수익성 기반의 성장) 시현을 통한 사업 경쟁력 강화를 중장기적인 경영 방향으로 삼고 2023년을 도약을 위한 원년의 해로 삼아 그동안 쌓아 온 일들의 결심을 맺겠다는 포부를 전했다. 올해 해외 진출을 모색을 비롯해 마이크로바이옴 치료제로 글로벌 임상 시작을 준비함으로써 LBP 신약개발 결실의 해가 되기를 기대하고 있다.

 

㈜에이치이엠파마 지요셉 대표 ⓒ박소연 기자 / 사진 박성래 기자

대한민국에 기회이자 해답이 될 마이크로바이옴 산업

에이치이엠파마의 공동대표인 홀잡펠 교수는 지요셉 대표와 함께 이미 세계 최고 수준 역량을 확보한 한국 마이크로바이옴 산업에 필요한 것은 정부와 기업, 학계가 힘을 합쳐 상업화를 위한 가이드라인을 만드는 일이라고 강조했다. 한국 마이크로바이옴 산업의 역량을 높게 평가하면서도 결실을 맺기 위한 제도마련이 뒷받침되어야 하는 점을 강조한 것이다. 아무리 좋은 기술을 가졌더라도 신약이나 서비스, 식품 등 기술을 활용한 결과를 내놓지 못한다면 의미가 없기 때문이다. 그는 또 한국이 세계시장을 주도하기 위해서는 제도마련과 거시적 연구 안목, 신약개발에 집중해야 한다고 조언하였다. 특히 많은 마이크로바이옴 기업이 의료 서비스, 신약개발 등을 추진하지만 인허가 가이드라인이 없다 보니 불안이 큰 상황이다.

미생물을 약으로 쓰겠다는 생각을 가지게 된 지 15년 정도밖에 되지 않았음에도 임상 2~3상까지 도달하는 속도를 보면 굉장히 빨라요. 우리나라도 비슷한 속도로 나아가고 있고요. 체질에 따라 약을 처방하는 등 100여 년 전부터 맞춤 의학이 자리 잡았던 나라여서 그럴지도 모르죠. 마이크로바이옴을 기반으로 개발한 신약을 개인 맞춤형 헬스케어와 접목하는 과정에서 우리나라가 IT 강국이라는 점도 유리한 조건이에요. 좋은 발판이 마련된 만큼 긍정적인 흐름을 이어갈 수 있는 기술 지원과 제도적 기반이 필요합니다. 마이크로바이옴은 반도체에 의존해 온 국내 산업에 새로운 돌파구가 될 수 있어요.”

식약처가 마이크로바이옴 관련 규정을 만들기 위한 정책용역연구에 돌입했으며, 업계와 논의를 거쳐 제도적 기반을 갖춰나가겠다는 계획을 밝히는 등 산업의 기반은 조금씩 마련되고 있다. 에이치이엠파마 또한 산업의 든든한 구성원으로서 마이크로바이옴과 질병 그리고 치료제의 상관관계에 대한 보다 깊은 연구를 이어나가며 마이크로바이옴 기반의 치료제 개발 및 맞춤형 헬스 케어 솔루션을 제공하는 기업의 선두로 올라갈 수 있도록 끊임없이 기술을 개발하고 전파해 나갈 계획이다. 미생물에 대한 연구가 건강기능식품 및 일반식품, 화장품 개발과 질병 간의 연관성 분석, 신약개발 및 신규 치료법 개발, 질병 발병 위험을 예측할 수 있는 진단기술 개발을 비롯해 개인 맞춤형 시대를 여는 키로 작용할 수 있도록 모두의 이해와 응원이 필요한 때이다.

 

<월간인물이 제안하는 에이치이엠파마 투자가이드>


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