바이오와 혁신
2018 바이오 혁신성장대전 참관기
20181128_바이오혁신성장대전
세종대 컨벤션홀
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우연한 계기로 과기부에서 진행하는 바이오혁신성장대전에 참석했다. 2일간으로 진행되는 포럼의 핵심은 바이오, DNA, 네트워크, 데이타와 인공지능이었다. 특히 2015년 오바마대통령이 이야기한 프리시전메디신(정밀의료)와 지놈메디슨이 4차 산업혁명시대의 기술과 데이터 등과 어떻게 결합되는지가 중요한 부분이었다. 비록 나의 전공분야는 아니지만 꾸준히 고민을 해야 한다.
1.영국의 10만 게놈프로젝트_John Cchisholm_Chair, Genomics England
2.다가올 미래에 대한 일본의 바이오도전과제_초고령사회_Mitsuru Miyata_Executive Leader Writer, Nikkei Business Publication, Inc
3.싱가폴, 국가정밀의료 전략_바이오 빅데이터 공유 활용 관점_Prof, E Shyong Tai_Professor, National University of Singapore
정밀의료, 10년계획
싱가폴은 10년간의 발전방향을 고민하고 있다. 2017년부터 2019년까지는 1단계로서 ‘at scale’의 차원에서 인프라를 만드는 일이 된다. date production, data analytics, linkage to ‘EMRs’가 바로 그것이다.
2단계는 2020년부터 2022년까지로 capture diversity로 sequence propulation, disease cohorts, new data types가 이어지는 것을 볼 수 있다.
3단계는 2023년부터 2026년까지로 genotype 1million, lifestyle and environmental data, deploy pm workfore가 핵심이다.
국가적으로 싱가포르에서는 정밀의료를 위한 위원회를 만들어서 진행하고 있다. 이 위원회에서는 regulation, ethics, public community trust, enabling platforms, clinical adoption, industry development, workforce developent를 다룬다. 위원회에서는 다음과 같은 원리를 이용해서 사업을 진행하고 평가를 하고 있다. forge public trust and confidence, driven by clinical value, analyze disease and healthy normality, initial focus on genetic factors, enable secondary use of data build on present, enhance future initiatives이다.
프리시전메디슨, 신뢰성
프리시전메디슨에 있어서 아시아인들에 대한 데이터는 매우 부족하다. 이것이 의미하는 것은 아시아인들에게 맞는 의료기기와 의약품이 정밀의료가 진행된다고 해도 부족하다고 볼 수 있다. 그리고 오직 아시아에서만 발생하는 질병들도 있다.
진행하는데 있어서 대국민 신뢰를 만드는 것이 매우 중요했다.
싱가폴에서 정밀의약이 시전되더라도 비용의 문제가 있기 때문에 국민들의 우려가 높았다. 그리고 비용에 따른 문제들이 국민들에게 부담으로 다가온다. 이런 문제를 어떻게 해결할 것인가? 해결하기 위해서는 어떤 윤리적인 원리들이 필요하다.
재밌는 사실은 싱가폴 국민들에게 정밀의전에 관한 자료를 모으려고 할 때 ngo단체에서 수집을 할 경우에는 기꺼이 자신의 정보를 공유한다고 한 사람들이 많이 있었다.
또한 게놈데이터들을 개인적인 이익을 가지고 싶어하는 사람들도 있었다. 마찬가지로 사회의 전체적인 공헌을 할 수 있을 경우 사람들은 정밀의전에 대해서 신뢰성을 가지게 된다고 말한다.
4.한국바이오정책 및 방향_김장성 한국생명공학연구원장_KRIBB(Korea Research Insititute of Bioscience and Biotechnology)
바이오, 기대와 경쟁
사람들이 바이오기술은 미래의 문제를 해결할 것이라고 생각하기 때문에 많은 기대를 하고 있다. 또한 바이오산업은 미래산업이기 때문에 무역과 산업경쟁력에 있어서 새로운 길을 열 것으로 본다. 복지와 성장에 있어서 생존과 웰빙을 시장과 일자리 창출에 있어서 새로운 문을 열 것이라고 생각하고 있다.
인류의 생명을 구한 50대 혁신은 로봇기술을 이용한 수술, 나누기술, 빅데이터, 인공지능, 3차원 프린터, 인공장기, 뇌 매핑, 유전자 매핑, 드론, 재상에너지, 사물인터넷, 담수화 등이다. 그러면 미래는 어떻게 바뀔까? 2040년의 사회를 기대해보자. dynamic aging과 플리즈마 생명과학, 그리고 가상현실과 증강현실을 이용한 치료 및 심혈관 이벤트 예방, 인공지능을 위용한 전두엽 측정 등 여러가지가 있다. 환경에너지 분야에서는 재생가능 에너지와 사회 그리고 정보화 사회라는 무기물에서 바이오정보화사회라는 유기물과 자기복원력의 사회가 도래한다. 세포농업의 발전역시 기대가 된다.
한국의 바이오 육성정책, 성과
유전체 혁명, 바이오경제 시대로 진입하게 되었다. 바이오 빅데이터 핵심기술인 게놈분석이 최근 1일, 100달러 이내로 가능해지는 등 관련 기술의 급지전으로 바이오 경제 시대로의 본격적으로 진입하였다.
이제 세계는 바이오 경제 경쟁의 시대가 되었다.
정부의 바이오 육성정책의 변화는 생명공학육성법이 83년에 마련되었고, 생명공학육성기본계획이 94년을 기반으로 2000년 이후 본격적인 바이오 육성 정책이 가동되었다.
정부의 바이오육성전략은 바이오헬스의 미래산업 육성전략이 2015년 마련되면서 본격 가동되었다.
바이오미래전략으로 바이오의약품이 한 축이라면, 바이오미래전략의 다른 측면은 의료기기가 될 것이다.
정부는 바이오육성전략을 2016년부터 국가전략프로젝트로 진행하고 있다. 성장동력을 확보하기 위해서 인공지능, 가상현실, 자율주행차, 경량소재, 스마트시티를 추구하고 있다. 삶의 질 향상을 위해서 정밀의료와 바이오신약, 탄소자원화, 초미세먼지 구축이 중신이 된다. 정밀의료에 있어서는 10만 코호트, 정밀의료 촉진센터 설치 등 생태계 조성을 하고 유전체 기반 맞춤형 진단치료를 실현하겠다는 의지를 보여준다. 바이오신약의 측면에서는 국민 4대 중증질환 분야 신약후보 물질 100개 이상을 확보하고 글러볼 제약사 5개 이상 육성을 목포로 하고 있다.
제3차 생명공학육성, 기본계획
추진방향은 혁신기술 개발 등 r&d 혁신이 중심이 된 바이오 육성전략이 필요하다는 것과 연구개발이 사업화discovery to market으로 이어지는 일원화 지원이 중요하다는 것이다. 정부는 민간을 돕는 ‘조정자’ 및 ‘지원자’ 역할에 충실해야 한다.
비전 및 추진전략으로는 바이오 경제를 주도하는 글러볼 바이오강국 실현을 위해서 국민건강을 위한 건강한 삶, 먹거리 안전을 통한 풍요로운 미래, 친환경소재 에너지를 통한 깨끗한 사회, 글로벌 선도를 이끌어가는 리더국가로 도약, 주력산업성장을 통한바이오 경제 및 생태계 구축이다.
정책제안
바이오의 병문문제를 해결하기 위해서, 데이터 수집 및 분석이 필요하다. 바이오 연구는 데이터 집약적으로 변해가고 있으나, 전세계적으로 바이오 데이터 수집 및 분석 수준은 매우 미흡하다. 맥라렌이라는 회사는 자동차에 부착된 약 200개의 센서를 통해서 10억데이터포인트 이상의 데어티를 실시간으로 수집한다. 이러한 센서의 발달은 바이오연구에도 적용되어 새로운 활력을 줄 것이다.
정부에서는 오픈이노베이션을 위해서 범부처 국가신약개발 플랫폼ㅇ르 만들고 바이오와 비바이오가 함께 참여하는 산학연구가 필요하다. 개발형 혁신이 필요한 지점이다.
글로벌 협력을 통해서 보유자원의 한계를 국복해야 한다. 바이오는 국제협력이 가장 활발한 대표적인 분야로 국제컨소시엄에 적극 참여가 필요하다. 선진국과 자원부국과의 전략적 리서치와 개발협력을 통해서 글로벌 기업을 육성해야 한다. Human cell atlas와 같은 부분에서 컨소시엄이 이루어지고 있다.
바이오생태계를 활용해야 한다. 분야별 특화 및 클러스터 대학, 병원, 기업 간 네트워킹 시스템이 미흡하다. 클러스터의 창업지원 생태계 보완이 필요하고 글로벌 제약회사를 유치하기 위해서 힘써야 한다. 생태계의 구심점이 부재한 상황에서 글로벌 제약회사를 육성하고 유치해야 한다.
규제와 혁신에 있어서도 기술 산업 발전을 고려해서 규제전략을 수립해야 한다. 산업발달에 따른 발전이 진행되어야 한다는 것이다. 예를 들어 1단계 개발이 이루어지면 1단계 제품이 이어서 만들어지는데 그에 맞는 1단계 규제가 이루어져야 한다는 것이다. 대부분 마지막 단계에서 규제가 들어가기 때문에 정밀규제가 되지 않는 것을 볼 수 있다.
일자리 미스매치를 해소하기 위해서 미래 바이오 산업에서는 매치메이커가 매우 필요한 상황이다. 매치메이커는 전문공급인력 뿐 아니라 수요가 어떠한지에 대한 부분도 중요하게 생각해야할 부분이다.
토론, 바이오 미래 시대와 한국 바이오 발잔방향
프리시전메디슨과 지놈메디슨의 차이는 무엇인가? 지놈메디슨의 경우 약물반응에 대한 비정상적인 반응을 정밀진단에 의해서 잡아낼 수 있다. 유전자 차원에서 정밀한 분석과 진단을 통해서 그에 맞는 의약품을 만들고 제조할 수 있을 것이다. 오마바대통령이 물론 프리시전메디슨을 이야기했지만, 이와 못지 않게 중요한 것은 지놈메디슨이다. 지놈메디슨이 30퍼, 약품이 10퍼, 60퍼는 환경적인 요인이다. 그렇기 때문에 지논메디슨이 차지하는 퍼센티지를 늘리는 것이 필요하다.
라이프로그를 가지고 있는 건강보험데이터와 프리시전메디슨, 지놈메디슨과 연결될 수 있다면 빅데이터의 새로운 장을 열 것이다.
4차 산업에서도 독일기반과 미국기반으로 나누어진다. 실리콘벨리에서 진행하는 빅데이터의 한 측면과 독일 기반의 블록체인 기술이 서로 연결되거나 충돌한다. 데이터의 안전성을 위해서는 블록체인을 실행햐애 하는 부분은 좋은 접근이다. 어찌되었든 문제는 빅데이터를 사용하는데 있어서도 블록체인기술이 적용된다는 것이다.
바이오컨버전트가 이나라 바이오 싱귤레러티로 가야한다. 생명윤리관련된 법제화와 규제에 있어서 의료기기와 의약품, 첨단생명공항이 발전될 수도 있고 아닐수도 있다.
데이터에만 집중하면 안되고 데이터를 통해서 치료를 한다는 것이 중요하다.
민네이션, 생각
정밀의료를 위해서는 빅데이터가 필요한데 그것은 사람들의 유전체 정보일 것이고, 현재의 상황에서 개인 정보를 어떻게 공유하는가가 관건이다. 이를 위해서 대국민 동의를 얻기 위한 노력이 필요하다. 윤리에 대한 ‘생명윤리’의 세분화와 원리, 실행방침이 공개되고 공유되어야 한다. 사회적 영향력을 어떻게 창출하고 만들어내는지가 중요하다. 결국 바이오산업은 생명을 다루는 분야로 실제 사람들의 사고에 영향을 미치는 것 뿐 아니라 신체에 직접적 영향을 미치기 때문에 ‘자본화’될 수 없는 분야이다.
정부의 방칙음 의료기기와 의약품에 있어서 바이오경제를 지향한다는 것이다. 이전에는 지식경제학이 유력했다면 이제는 바이오경제가 유력해진다. 인간의 건강과 생명 그리고 융합에 따른 바이오 경제가 앞으로 미래의 핵심기술과 영역이 될 것이다.
렘 쿨하스의 ‘스케일’에 따른 변화를 주목할 필요가 있다. 의약분야의 적용과 효과에 있어서 스케일의 문제가 있다. 스케일에 따라서 변화되는 것을 기억하면서 넷플릭스 영화 ‘신고지라’를 참고하면 좋을 것이다.
맥라렌은 벤츠와 협력하고 있다. 맥라렌에서 사용하는 것처럼 센서기술이 정밀의료와 의료기기 혁신의 핵심일 것이다. 얼마나 감도 높은 센서를 만들고 센서를 응용하여 새로운 의료기기를 만들 것인지가 관건인 것이다. 그럼 의미에서 반응형의약시스템의 핵심도 센서기술이 될 것이다. 사물인터넷과 같이 4차 산업혁명시대에 이루어지는 모든 곳에서 센싱이 복합적으로 측정되어 빅데이터로 전달되는 과정들이 필요하다. 이러한 기술이 만들어지면 비로소 정밀의료도 ‘빅데이터 + 정밀의료’의 시대가 가능할 것이다.
빅데이터는 내파와 외파가 있을 것이다. 내파는 인간내부의 생명에 관련된 데이터일 것이고, 외파는 사회적으로 쌓여진 데이터일 것이다. 사람들의 이동거리, 인구밀도, 유동량, 사용량등과 같은 것이 외파가 될 것이다. 양 사이드의 데이터를 어떤 방식으로 연결할 것인가가 중요한 부분이다.
참고 1. 정밀의료
지난 10여 년 간 의료 기술은 놀라운 발전을 거듭해왔다. 특히 종양학, 유전학, 분자생물학과 같은 첨단 의료기술 분야의 발전은 불치병 치료 가능성을 높이며 이전에 볼 수 없었던 개인 맞춤형 의학 시대를 열어놓았다.
그러나 부작용도 발생하고 있다. 사회 전반적으로 건강에 대한 과도한 관심을 불러일으키면서 부적절한 의료비 지출을 유발시켰다. 전통적인 의학이 21세기 새로운 변화에 직면해 의학의 개념을 재정립해야 하는 상황에 빠져들고 있다.
이런 변화 속에서 ‘정밀의료(Precision Medicine)’란 개념이 등장해 의료계 전반에 활력소가 되고 있다. 유전정보, 생활습관 등 개인 건강정보를 토대로 최적화된 진단 및 치료를 적용하는 새로운 헬스케어 패러다임을 말한다.
유전체 분석을 기반으로 한 개인 맞춤형 ‘정밀 의료’ 시대가 도래하고 있다. 미래 병원 모습을 바꾸어놓을 첨단 진료방식으로 각국 정부 및 기업 투자가 급증하고 있다. ⓒknowledge.wharton.upenn.edu
난치병 치료 가능성 높아, 투자 급증
의료계에서는 얼마 전까지 이 용어 대신 맞춤의료(Personalized Medicine)란 말을 사용해왔다. 그러나 미 국립연구위원회(NRC)에서 맞춤의료란 용어가 개별적인 치료제나 기구 등으로 인식되는 것을 우려, ‘정밀의료’란 용어 사용을 권장해왔다.
그리고 지금 미국은 물론 전 세계적으로 ‘정밀의료’라는 말이 사용되고 있는 중이다. 정밀의료 유전체 정보를 기반으로 질병위험도를 예측하고, 개인적으로 다른 방식의 약물치료를 하는 등 개개인에게 맞는 맞춤형 치료를 행하는 것을 말한다.
최근 들어 세계 각국은 정밀의료를 지원하기 위해 정부 차원에서 다양한 정책을 선보이고 있다. 미국이 대표적인 경우다. 오바마 전 대통령은 2015년 1월30일 미국 백악관의 연두교서 에서 ‘정밀의학(precision medicine) 이니셔티브’에 착수할 것임을 공표했다.
“나는 소아마비를 없애고 인간유전체 프로젝트를 수행한 미국이 의학의 새로운 미래를 열어야 한다고 생각한다.”며, 2억1500만 달러가 투입될 이 프로젝트에 큰 기대감을 표명했다. 다른 국가들 역시 ‘정밀의료’에 대규모 자금을 투입하고 있다.
유럽은 ‘호라이즌(Horizon) 2020 프로그램’에 800억 유로(한화 약 105조 원), 중국은 ‘정준의료계획’(精準醫療計劃)에 92억 달러(한화 약 10조 원), 일본은 ‘의료혁신전략’에 한화로 약 720억 원을 투입하고 있는 중이다.
민간 부문 투자도 늘고 있다. 25일 ‘비즈니스 인사이더’에 따르면 미국의 벤처 캐피털 어스파이어 유니버셜(Aspire Universal), 펜 메디신(Penn Medicine)이 최근 300만 달러(한화 약 32억 원)를 투자하는 등 신규 투자가 잇따르고 있다.
지난 2015년 민간 부문을 포함한 투자액은 390억 달러(한화 약 42조 원)였다. 이후 연간 평균 약 12%씩 투자액이 증가해왔는데 지금과 같은 추세가 이어질 경우 오는 2022년에는 전체 투자액이 886억 달러(한화 약 96조 원)에 이를 것으로 전망했다.
진료 과정에 인공지능, 클라우드, IoT 등 도입
‘정밀의료’에 이처럼 투자가 몰리고 있는 이유는 그 가능성 때문이다. 투자자들은 오래지 않아 정밀의료 시스템이 의료계를 주도할 것으로 보고 있다. 또한 정밀의료에 접속하고 있는 환자 대다수가 헬스케어 기기를 착용할 것으로 보고 투자를 서두르고 있다.
IBM, 구글, MS 등 하이테크 기업들은 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 클라우드와 같은 첨단 솔루션을 정밀의료 시스템에 접목하고 있는 중이다. 그 결과 과거에 상상할 수 없었던 첨단 의료 시스템이 속속 등장하고 있다.
마이크로소프트(MS)의 경우 현재 암환자에 대한 의약품 처방, 식이요법, 진료기록과 데이터 처리 과정을 돕는 인공지능을 개발하고 있는 중이다. 구글에서는 세계 전역에서 수집되고 있는 유전체 정보를 종합 관리할 수 있는 클라우드 컴퓨팅 시스템을 운영하고 있다.
‘정밀 의료’를 통해 치료에 성공한 사례도 잇따라 발표되고 있다. 하버드 대학을 통해 발간되는 ‘하버드 매거진’은 13년 전 폐암 말기 진단을 받았던 여성 리니아 올슨(Linnea Olson)의 투병 스토리를 특집기사로 게재했다.
그녀가 폐암 말기 진단을 받았던 때는 2005년이다. 45세였던 그녀는 7살 된 아들을 키우고 있었다. 그녀의 주치의는 암 치료를 위해 그녀에게 새로운 진료 방식인 ‘정밀 의료’를 권했고, 그녀 역시 살아야 한다는 생각이 과감한 결단을 내렸다.
먼저 유전자 분석이 이루어졌다. 주치의는 그녀와 수시로 만나 그녀의 생활습관, 식이요법, 환경적 요인 등을 체크했다. 그녀에게는 다양한 헬스케어 기기가 부착됐다. 이 과정을 통해 환자에 대한 개인 처방이 이루어졌다.
13년이 지난 지금 그녀는 건강하게 삶을 영위하고 있는 중이다. 그녀는 기자와의 인터뷰를 통해 ‘정밀 의료(Precision Medicine)’를 통해 건강한 삶을 되찾았다고 말했다. 정밀의료를 통해 치료에 성공한 대표적인 사례로 기록되고 있다.
최근 들어서는 ‘정밀 의료’를 적용해 심혈관 질환, 녹내장, 신경퇴행성 질환 등 난치병을 치료하려는 시도가 이어지고 있다. 관계자들은 유전자 정보를 기반으로 한 이 진료 방식이 미래 의료분야를 크게 변화시킬 것으로 보고 있다.
‘정밀 의료’가 각광을 받고 있지만 논란의 소지도 안고 있다. 유전체 분석이 수시로 일어나면서 이 정보를 체외수정(IVF)을 통한 인공출산에 활용하고 결과적으로 생명윤리를 손상시킬 수 있다는 지적이 제기되고 있다.
예상되고 있는 고가의 의료비용 문제도 심각하게 거론되고 있다. 막대한 투자가 의료 시스템에 투입되면서 의료비를 높이고 결과적으로 의료 소비자들 간의 위화감을 조장할 수 있다는 주장이다. 사회적인 합의가 요구되고 있다.
