바이오산업 Back on the Radar Screen 제주하계포럼 2008. 8. 1 바이오산업 Back on the Radar Screen 서 정 선 서울대학교 의과대학

사람은 모두 다르다 Images from http://www.23andme.com 인류의 17%는 왼손잡이다. 14%는 절대 음감을 가지고 있다. 41%는 편두통의 가족력이 있다. 44%는 특이한 모양의 귓바퀴를 가지고 있다. 서구인의 22%는 우유를 먹으면 배탈이 난다. 서구인의 88%가 물 귀지를 가지고 있다. 서구인의 56%는 남성형 탈모증을 가진 가족이 있다. 13%는 하지불안증후군을 가지고 있다. 사람은 모두 23쌍의 염색체를 가지고 있다. Images from http://www.23andme.com

21세기 의학의 도전 I : 모든 사람에게 유효한 약은 없다 “…90% 이상의 약들이 단지 30-50%의 사람들에게만 유효하다.” Allen D. Roses (GlaxoSmithKline)

21세기 의학의 도전 II : 투자와 신약 개발 성과의 격차가 점차 커진다 모든 사람에게 통하는 신약 (Blockbuster Drug)개발 전략의 문제가 드러남

21세기 의학의 도전 : 해결책은 특정집단에게 유효한 맞춤형 신약개발이다 21세기 의학의 도전 : 해결책은 특정집단에게 유효한 맞춤형 신약개발이다 1st generation 2nd generation 3rd generation genomics / proteomics cell pharmacology/ molecular biology drugs against natural products genetic engineering targets identified and derivatives from disease genes receptors chronic 맞춤신약 serendipity degenerative enzyme disease associated with ageing, Biotech drugs inflammation, cancer New Therapeutic Cycles lipid lowerers 만성병의 창궐 ACE-inhibitors Source: CMS, Lehman Brothers research H2-antagonists beta blockers NSAIDS psychotropics penicillins sulphonamides aspirin 1900 2030 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2040

미래 바이오산업의 추세는 개인별 맞춤의학이다 … 에서 … 으로 화학 생화학 모든 사람에게 유효한 신약 개인별 맞춤 신약 노화는 불가피한 과정 노화는 조절 가능한 과정 치료제와 진단키트의 독자적 개발 치료진단 동반 제재 (Theranostics) 질병 치료 웰빙 추구 (질병 예방) 생존을 위한 음식 건강을 위한 음식

첫번째 기술혁신 : 인간게놈프로젝트와 인류 염기변이 지도 작성 (2000-2007) 첫번째 기술혁신 : 인간게놈프로젝트와 인류 염기변이 지도 작성 (2000-2007) 인간유전체의 99.9%는 동일하고, 0.1%의 차이는 대부분 단일염기변이 (SNP)이며, 이들이 질병 감수성을 결정한다는 가정에서 출발

두번째 기술 혁신 : 인간 유전체 구조 변이의 중요성이 밝혀짐 (2007년 10월) 두번째 기술 혁신 : 인간 유전체 구조 변이의 중요성이 밝혀짐 (2007년 10월) “두 사람의 유전체에서 1300 개의 구조 변이를 발견하였으며, 이는 단일염기변이(SNP)보다 구조 변이에 의한 염기서열 차이가 더 크다는 것을 의미한다” (Korbet et al., Science 2007 Oct 19) 인간유전체는 우리가 기대했던 것보다 훨씬 많은 구조적 다양성과 변이를 가지고 있다.

변화 1. 1000 Genome Project의 시작 2007년 11월, Francis Collins (미국 NHGRI) 주도로 약 100~1000명의 개인별 게놈 분석 시작-바이오 산업 전략의 수정

변화 2. 개인별 게놈 분석 계획 (Personal Genome Project)의 등장 “Personal Genome Project는 Genome $1000 시대의 개막과 함께 시작된다.” - George Church (하버드 대학)

? 2007년 개인별 게놈 분석 경쟁이 시작되다 Craig Venter James Watson One Korean 3억불 “The diploid genome sequence of an individual human” Samuel Levy, et al. Plos Biology 5(10), e254, p1-32, October, 2007 “The complete genome of an individual by massively parallel DNA sequencing” ; David A. Wheeler, et al. Nature 452, 17, p872-877, April, 2008 “The diploid genome sequence of a Korean by SBS (sequencing by synthesis)” - May, 2008 (대한의학협회 100주년 심포지움) ? 대한민국 네덜란드 나이지리아 중국 미국 미국 3억불 백만불 30만불 (3억원)

2012년 바이오산업의 새로운 시장이 열린다 - 일반인 유전체 시장 (Consumer Genomics) 게놈 $1000 시대 1000불 x 1 억 명 = 1000 억불 시장 (미국) 게놈 산업의 등장 게놈 정보가 헬스케어 서비스에 필수적으로 이용 스마트카드의 등장 건강정보와 염기서열 정보 포함 구글과 마이크로소프트의 진입 게놈산업 : 염기서열 분석 서비스와 시약, 기계, 정보처리 등 다양한 게놈 관련 보건의료산업

Personalized Medicine 2007년개인별 맞춤의학 서비스 회사의 등장 1. 23andMe, Inc (Google-funded online company) - $999 DNA test,2007.11.19 서비스시작 (60만 변이 와 14 개 질환,선조 정보) 2. DeCodeMe (DeCode Genetic) - $985 DNA test,2007.11.15서비스 시작 (100만 변이와 17 개 질환,선조 정보) 3. Navigenics (Affymetrix) - $2,500 DNA test,2008 서비스 예정 (1만개 변이와 20개 질환연결) 4. ㈜소마 세라퓨틱스 (Psoma Therapeutics) - 서울의대 유전체의학연구소 출신의 벤처기업 - 한국인을 비롯한 아시아인의 유전정보에 기반을 둔 질병 예측 서비스 제공 PS MA Personalized Medicine for Asian People

개인별 맞춤의학 검사결과의 예 deCODEme 검사 결과 맞춤예측 개인별 맞춤의학 검사결과의 예 deCODEme 검사 결과 동맥류 황반변성 알츠하이머 천식 기능성 대장 질환 대장암 염증성 대장 질환 녹내장 심방세동

deCODEme의 심방세동 (Atrial Fibrillation) 예측 결과 맞춤예측 Your lifetime risk of Atrial Fibrillation This report is for people of European ancestry, which does not match for people of unknown gender and ethnicity. 심방세동은 뇌졸중(중풍)의 가장 큰 원인임 두번째 많은 원인은 동맥경화증 뇌줄중 발생시 심방세동이 원인이면 warfarin 치료가 필수, 반면 동맥경화증이 원인이면 아스피린 등으로 치료함 뇌졸중 발생 후 24시간 이내에 심방세동이 없으면 동맥경화로 간주함 : 문제점 맞춤의학 검사로 심방세동 고위험군임을 알고 있는 경우, warfarin 치료로 갈 수 있음

게놈정보에 의한 아시아 인종 특이적 신약 발굴 가능성 : 한국 제약 산업의 기회 맞춤치료 인종 특이적 약물 치료의 예 “BiDil이 미국 흑인 (African-American)에서 심장마비에 의한 사망을 43% 줄일 수 있다는 결과를 근거로 미국 FDA의 승인을 얻음” (NewYork Times) 인종 특이적 약효를 기반으로 FDA 승인을 얻은 최초의 예 흑인에서 BiDil 약효의 원인이 되는 유전자를 찾을 수 있다면, 흑인이 아닌 사람도 같은 유전형을 가질 경우 혜택을 받을 수 있음 게놈정보에 의한 아시아 인종 특이적 신약 발굴 가능성 : 한국 제약 산업의 기회

한국 바이오 산업의 기회 1. 세계 수준의 IT 인프라 구축 2. 50년간 축적된 미국식 의료  10만명의 최고 수준 의사 그룹 보유 3. 아시아 게놈 정보에 근거한 미래 맞춤의학 선도  게놈산업 강국 Korean Bio Initiative 중국과의 경쟁 우위 이용 전략 BIO-CDMA 전략

GENe DIScovery for Complex traits Asian 100 Genome Project GENDISCAN Project GENe DIScovery for Complex traits in Asians of Northeast 아시아인에 의한 아시아 개인별 게놈 프로젝트 1차예산 : 50억원 서울의대-하버드대 공동 수행 ㈜녹십자와 마크로젠 공동 지원 2차예산 : 250억원(예정) 기간 : 2008-2012 GENDISCAN Project : 아시아 고립부족을 대상으로 한 아시아인 질병 유전자 발굴 프로젝트 (2003-현재, 교과부 지원 정부 프로젝트)

서울의대에 3억원 (하버드의 경우 35만불)을 기증하는 한국인 20명의 게놈 분석 당신의 게놈을 분석해 드립니다 – 한국인 개인별 게놈 프로젝트 20 미국의 PGP (Personal Genome Project)와 유사한 한국인 20명의 전 유전체 서열분석 프로젝트 (2008 ~2011) 서울의대 유전체의학연구소가 주도하고, 미국 하버드대 George Church 박사 연구팀 및 ㈜마크로젠, ㈜소마세라퓨틱스와 공동으로 수행 서울대 유전체의학연구소를 통한 기증자 및 가족의 질병 예측을 통한 무병장수 프로그램 익명과 기명 모두 가능함 (미국의 경우 20명이 조기 마감되었으며 10명은 기명으로 기부하였음) 서울의대 하버드의대 서울의대에 3억원 (하버드의 경우 35만불)을 기증하는 한국인 20명의 게놈 분석 19

East and West Asian Genome Project DNA Silkroad 정보의학 예측의학 원격의료 맞춤의료 홍익인간 실현