미국 서브파리임 충격이후 전세계는 경제 위기 상황을 맞이하고 있으며, 이를 해결하기 위해 새로운 성장동력 확보에 총력을 다하고 있다. 현 상황은 세계적인 카오스적 움직임이 전개되는 과정이며,새로운 국제-경제 질서가 태동되는 움직임이다.미국 오바마 정부가 GM파산을 결정하고 신경제에 올인하는 것은 시대적인 흐름을 암시하는 것이며,미국은 차세대 산업분야로 떠 오르는 신기술주를 선점하여 다시 한번 미국의 대도약을 시도하고 있다.

석유시장 이후 주도할 대체에너지에 대한 기술경쟁, 고령화 장수시대에 재생의학을 주도할 줄기세포에 대한 선점경쟁에 접어들었다.특히,거대한 의료시장의 패러다임을 바꾸는 줄기세포분야는 전쟁이라고 할 정도로 전세계에서 엄청난 투자가 이루어지고 있다.오바마 정부가 생명윤리적 논란에도 불구하고 줄기세포 연구를 허용하는 것은 신경제의 주도권과 난치병 치료에 대한 휴머니즘적인 세계관이 작용했기 때문이다.

줄기세포가 엄청난 관심이 집중되는 것은 반도체산업처럼 소재산업이 될 수 있다는 분석이다.오바마가 핵치환 줄기세포 연구를 허용하는 것은 면역거부를 해결하고 다양한 분야에 적용할 수 있는 유일한 방법이기 때문이다.신경제 태마의 흐름은 단순한 배어렐리를 넘어서 엄청난 시대적인 충격인 것이다.신경제가 지배하는 새로운 시대에 기술경쟁에 뒤지거나 원천기술 확보가 없다면 대한민국의 미래는 없다고 보아야 한다.

1981년 쥐 줄기세포 개발이후 30년인 2010년에 임박한 상황에서 미국 오바마 정부는 줄기세포 상용화를 위한 다양한 정책지원이 이루어지고 있고, 실제 바이오업체에서도 다양한 상용화 최종 실험에 접어들었다.상용화 가능성에 대한 결과물이 2010년이 가까워지는 하반기에 나올 것으로 보이기 때문에 기술 선점 경쟁은 최고조로 이루어지고 있다.1981년에서 2010년까지 30년 주기를 2분법인 15년 주기로 보면 1996년에 동물복제 돌리가 탄생하였으며,4분법인 7.5년 주기로 보면 2003년과 4년에 황우석 박사의 NT-1에 대 해당되는 자가핵이식과 환자맞춤형에 해당하는 줄기세포가 탄생하였다.그러나,논문 데이타 오류로 인해 원천기술까지 부정되었고 NT-1에 대한 특허까지 사장될 위기에 놓여 있다.그러나 월간조선 보도에 의하면  NT-1이 체세포 복제라는 국내외 학자의 검증결과가 논문으로 제출될 예정이며, 호주 특허가 최종 결정단계에 접어들었다.바야흐로 세계 줄기세포의 판도를 바꾸고 대한민국의 신경제를 견인할  과학적 혁명이 되려는 조짐이 나타나기 때문이다.이 모든 시건의 진행은 놀랍게도 시간순환사이클로 이루어지고 있다는 사실이다.바이오와 줄기세포 시세 혁명은 30년이라는  거대한 시간사이클의 완성점으로 접어들고 있다.

국내에서 차병원이 신청한 국내 연구승인 여부 결정이 되고 있으며,황우석 박사의 NT-1에 대한 호주특허 최종결정이 임박한 상황에서 4월 이후 대한민국은 황우석박사에 대한 재평가와 줄기세포에 대한 새로운 관심이 태풍처럼 불어올 가능성이 증폭되고 있다. 이에 오바마 줄기세포 경제전쟁과 황우석 특허기술에 대한 특집 분석을 했으며,새빛리서치센타의 분석보고서로  발표된 적이 있다.

 오바마의 줄기세포 경제전쟁과 황우석 특허기술 분석

오바마 정부는 경기불황을 타개하기 위해 신경제 부흥을 시도할 가능성이 있으며,그 핵심은 바이오산업이 주도할 수 있다. 고령화, 환경·에너지 등 인류난제를 해결할 토대가 바이오산업이며, IT,NT 등 첨단기술과 융합을 통해 거듭 진화되었다.

▲생명현상 총체적 연구(Gene to Life)와 맞춤형 의약 개발 활성화 ▲ 신약개발 제휴 증가 제약기업과 생명공학기업 간의 교류 ▲ 연구개발 대형화와 대규모 국제협력 프로그램 등장으로 바이오 시대는 성장단계로 접어들 것으로 보인다. 그 중에 가장 황금기술에 해당하는 것이 맞춤형 의약 개발의 원천기술인 줄기세포 산업이다.

2020을 전후로 바이오 경제시대로 확산되는 움직임이 일어날 개연성이 증가하여 태풍의 눈으로 부상하고 있다. 따라서 원천기술 확보와 응용연구 상용화를 위한 세계 각국의 경쟁은 가속화될 것으로 보인다.

바이오 경제시대를 준비하는 글로벌 현주소

새로운 동력, Bio Technology

미국은 바이오 분야에서 세계 1위의 기초 연구력을 바탕으로 기술우위 유지를 위한 연방정부차원의 육성정책을 적극 추진하고 있다.

NIH를 중심으로『Human Genome Project』(인간 제놈 프로젝트) 결과를 활용한 신약 개발 및 치료기술 개발에 주력하고 있으며, 07년 전체 연구개발 예산 (1,368억불) 중 생명공학 및 보건 분야에 307억 달러(전체 R&D의 22%)를 투자하고 있는 실정이다.주정부 차원의 기금지원 활성화가 지속되고 있으며, 캘리포니아주에서만 10년간 30억불 지원 법안제정 및 연구지원을 하고 있다.

유럽(EU)은 2001년‘생명공학에 대한 유럽의 전략’수립을 한 이후 지속적인 연구활동을 해오고있으며, 7차FP(’07~’13)를 통해 생명공학에 대한 전략의 일부 수정하여 95.2억 유로를 투자하기로하였다. 지식기반 바이오경제(European Knowledge Based Bio-Economy) 구축을 목표로 다시 한 번바이오와 줄기세포 연구에 박차를 가하고 있다.

중국은 2001년『Human Genome Project』완성을 계기로 BT산업 중점 육성 전략을 마련하였으며,2005년 중국 과학기술부에서는‘중국의 생명공학기술 및 생물산업 마스터 플랜’을 발표했다. 현재중국은 향후 2020년 생명공학기술 강국과 생물산업 대국 건설을 목표로 엄청난 투자를 진행하고있다.

IT 이후 우리나라의 미래경제를 염려하고, 신성장동력을 미리 준비한다면, 한국은 미국의 세계경제주도권을 다시 확보했던 과거를 리뷰할 필요가 있다. 지금부터 15년 전에 클린턴 미국 대통령은『Science in the National Interest』(1994) 에서“기술은 경제성장의 엔진이며 직업창출, 신산업육성,생활수준을 향상시킨다. 과학은 기술 엔진에 연료를 제공하는 것과 같다. 따라서, 우리가 기초연구에 지속적으로 투자하는 것이 우리 아이들의 미래를 위해 꼭 필요하다”라고 역설하였다. 결국 국가정책으로 실행된 결과 5년이 지난 후에 IT의 10년 고도 성장시대를 열었다. 이제 미국은 바이오 시대를 열어 다시 한 번의 도약을 시도하고 있는 것이 오바마 정책의 현주소이다.

줄기세포 연구의 세계적 현황과 전망

이미 시작된 바이오 혁명

국내에서 줄기세포 연구가 중단되고 각종 규제가 발생하는 동안, 세계 각국은 각종 규제를 풀면서 엄청난 자금지원과 연구실적이 발표되었다. 영국은 세계 최초로 불치병 치료 등 의료 목적으로 사용되는‘맞춤형 아기(designer baby)’출산을 허용하는 결정을 내렸다. 또한, 줄기세포 연구의 새로운 지평을 여는 이종배아를 허용하는 파격적 행보를 보이고 있다. 이러한 결정을 내린 배경은 복제양 돌리 이후 선두권을 형성한 영국이 1990년 제정된 인간생식 관련법으로 인하여 생명과학기술이 후퇴되면서 한국에 추월당한 점에 있다.

이에 영국은 황우석 박사의 몰락을 기회로 삼아 3년만에 다시 한 번 줄기세포 산업의 주도권을 회복하여 줄기세포 강국으로 부상할 의욕을 보이고 있다. 또한, 영국은 복제양 돌리의 동물복제 방법인 핵치환 아이디어를 특허로 등록하여 전 세계 동물복제의 주도권을 확보하고 있다. 그러나, 인간을 대상으로 하는 핵치환 아이디어를 특허로 등록하지 못한 상황에서 인간체세포복제 특허기술은 무주공산의 영역으로 남아있으며, 줄기세포 특허경쟁의 현주소이다.

미국 오리건 보건과학대 슈크라트 미탈리포프 박사 연구팀은 붉은털 원숭이 난자로 원숭이 체세포복제 배아줄기세포주를 생산하는 데 성공했다. 영장류에서 성공했다는 것은 인간에게 적용할 경우 환자맞춤형 배아줄기세포 생산이 가능함을 보여주는 연구 발표이기 때문에, 황우석 박사의 핵치환줄기세포 기술은 허황된 기술이거나 대국민 사기극이 아닌 것이 증명되기도 하였다.

최근 줄기세포 분야에서 연구실적들이 경쟁적으로 발표되고 있다. 일본 교토대 연구팀은 쥐를 대상으로 한 실험 중 피부세포에서 만능세포를 만들어냈다. 영국 헤어필드병원 심장과학센터 연구팀은 영국 왕립 협회지를 통해 환자의 줄기세포로 조만간 심장 조직을 만들 수 있게 될 것이라고 발표했으며, 실제로 동물 임상실험에서 인간의 배아줄기세포로 쥐의 심근경색을 치료하는 실험이 미국에서 성공을 거두기도 했다. 그리고, 독일에서는 남성 고환세포를 이용하여 줄기세포 배양에 성공했으며, 고환세포를 이용하여 근육수축을 하는 심장세포, 도파민(dopamine)을 분비해내는 신경세포, 간, 피부, 혈관세포 등도 만들었다.

최근에는 역분화방식으로 난자 없이 다능성 줄기세포(IPS) 배양 성공에 과학적 과업으로서 찬사를 받기도 했지만‘치료 목적의 의학적 응용’에는 회의적이라는 평가를 받고 있기도 하다. 또한 IPS연구자들 스스로 임상실험의 위험성을 밝혀 체세포복제 줄기세포에 대한 연구의 필요성은 여전하다. 사이언스는 과학적인 관점에서 과연 IPS가 배아줄기세포와 궁극의 맞춤형 줄기세포 창출 수단인 SCNT(체세포복제)를 대체할 수 있는가에 대해서는‘그렇지 않다’는 것이 과학자들의 중론임을 전했다.

줄기세포 연구자들이 체세포복제 방식에 연연해 하는 이유는“면역거부 반응을 해결할 수 있는 다른 획기적인 대안이 없기 때문”이라고 밝혔다. 일본 연구팀이 체세포를 줄기세포처럼 바꾸는 기술을 고안했지만 이 과정에는 유전자를 삽입하기 위한 바이러스가 필수이기 때문에 결정적인 한계를 지니고 있으며, 독일에서 개발한 고환세포는 남자에게만 적용되며 난자에서는 아직 찾아내지 못하고 있는 실정이다.

특정 장기에 이식할 분화세포기술 개발, 질환 모델 동물에 대한 이식 효과 및 환자이식용 세포의 안전성을 검토하는 등 일련의 과정을 거친다면, 난치병 치유와 대체의학의 바이오 혁명은 시작된 것이다.

줄기세포 시장전망과 사업규모 산출

최소 6.6조 원, 최대 33조 원의시장 창출 기대

그동안 체세포복제 줄기세포에 대한 시장규모는 단순히‘천문학적’또는‘수백조원대’등으로 추정하였지만, 지난 자료를 근거로 재분석해 보도록 하겠다.

2006년 9월 19일 특허청 정보기획팀(김병필 보고)의 특허동향 보고 내용에서“2015년경 줄기세포관련 의료산업시장 규모를 전망한 과학기술정책연구원(STEPI)의 연구결과에 따르면, 줄기세포 치료가 이뤄낼 질병시장 전체 규모는 낙관적으로 볼 경우 324조이고, 보수적으로 볼 경우 65조로 나타났으며, 우리나라의 신규시장 창출 규모는 낙관적으로 볼 때 33조, 보수적으로 볼때 6조 6000억인 것으로 나타났다”고 보고하였다.

과기부는 세계적인 컨설팅 기업‘프로스트앤설리반(Frost&Sullivan)’자료를 인용, 줄기세포 시장이 향후 5∼10년 안에 100억∼500억 달러(10조∼50조 원) 규모로 성장할 것으로 예측했으며, 제인 파머 바이오테크(Jain Pharma Biotech)사는 줄기세포 시장규모가 963억 달러(96조3천억 원)에 달할 것이라고 예측하였다고 보고하였다.

생명공학분야 시장 조사기관인 제인 파마바이오테크 보고서(2005년)에 따르면, 줄기세포 치료제 시장 규모는 2010년경에 신경질환 분야 101억 달러, 암 부문 67억 달러 등 총 505억 달러에 이를 것이며, 2015년에는 865억 달러를 예상하고 있다.

미국 NIH 자료에 의하면, 세포치료제의 세계시장 규모는 세포치료제가 실용화되는 2010년에는 300조 원으로 확대될 것이며, 줄기세포 배양기술의 경제적 가치는 향후 5~10년 내에 5조 원에 달할전망이라고 한다.

국내 세포치료제 시장의 규모도 2010년 1조7,000억 원에 달할 것으로 예측되며,한국의 기술력은 이 분야에서 세계를 주도하고 있기 때문에 현재 진행중인 세계의료시장 개방이 이루어질 경우 더욱 확대될 가능성이 높다는 분석을 내놓았다.

보건산업기술동향의 분석 자료에 따르면, 세포치료제 시장 규모는 2010년에는 562억 달러가 될 것으로 전망되고 있으며, 이중 줄기세포 치료제는 109억 달러의 시장규모를 형성할 것으로 예측하고 있다.

줄기세포 특허기술과 신경제 혁명의 청사진

신경제 인프라의 구축 방향

거대한 경제의 싸이클은 주기적으로 다가오는 파도와 같이 새로운 변화와 변혁의 전환점에 있다.1608년 네덜란드 암스테르담 은행의 사상 최초의 근대식 자본주의 시스템이 태동한 이후, 자본주의 역사 400년, 2009년 바이오 혁명의 시작인 줄기세포 기술전쟁은 100년만에 나타난 신기술의 혁명인 것이다. 세계는 바야흐로 바이오 과학혁명의 새로운 세계로 접어들고 있으며 2020년 이후 세계는 바이오의 한세기를 맞이하게 될 것으로 전망한다.

우리나라가 줄기세포 특허기술을 획득하고 연구개발에 적극적인 투자를 한다면 전세계 총합의 17%에 달하는 시장을 장악할 것이라는 분석이 제기되기 때문에, 줄기세포 기술은 미래 바이오산업의 핵심기술로 떠오르고 있다.

관공서나 대기업이 이전하면, 도시 전체의 성장성이나 상권 등에 엄청난 변화가 온다. 이러한 이유는 단순히 그 해당 관공서나 대기업 종사자만 온 것이라 아니라 직원의 가정과 관련 업무를 보는 사람들이 집중하게 되고 연차적으로 부대시설들이 늘어나기 때문이다.

미국의 서부개척이 호황일 때 LA가 발전한 것처럼, 자동차 산업이 발전할 때 디트로이트처럼, 반도체산업이 호황일 때 실리콘밸리처럼, 핵심기술에 해당하는 원천기술과 특허기술의 선점은 바이오산업발전의 중심국이 되는 것과 같다.

실제 줄기세포 특허기술을 확보하고 줄기세포가 재생의학 분야에 상용화된다면 실현가능한 모형을 제시한 것이 일본 고베시에 조성되고 있는‘재생의료 클러스터’계획이다.
난치병 환자를 고칠 수 있는‘초특급 병원’이 새로 생긴다는 것이 아니라, 환자를 치료하는 병원과 임상센터가 있고 근처에는 ▲ 줄기세포 연구소와 대학, 이종간 장기연구센터, 신약개발센터 ▲ 환자가족 등이 묶을 호텔과 각종 문화여가시설 ▲ 각종 바이오 기업이 한 자리에 모여 형성하는‘줄기세포 치료밸리’가 세워진다는 의미이다.

2005년 과학기술정책연구원 자료에 의하면,“ 연구치료센터를 유치할 경우 당장 줄기세포 실험 성공으로 혜택을 받을 환자가 전 세계적으로 50여만 명에 이를 전망”,“ 그 경제적 파급효과는 직접적 대체효과 외에도 신규시장 창출효과 및 1, 2차적 파급효과 등을 감안한다면 상상을 초월할 전망”이라고 소개하고 있다.

줄기세포 분야별 비교분석과 상용화 가능성

황우석 박사의 핵치환 줄기세포 기술 상용화를 선도

줄기세포 치료에 대한 상용화가 시작되었다. 캘리포니아 로보셀회사는 인간배아 줄기세포로부터 인슐린을 분비하는 세포를 배양하는 방법이 논문으로 제출되었으며 특허까지 나온 상황이다.

또한, 줄기세포 분화에 성공한 뒤 척수손상한 쥐를 걷게 하는 실험성공, 배아줄기세포로부터 추출한 신경근육세포, 신장혈관세포를 임상용 쥐에 투여하여 실험성공, 성체줄기세포에서 축척된 연구 결과를 바탕으로 피부나 중추혈관을 대상으로 괄목할 만한 성과 등이 나왔다.

줄기세포는 크게 수정란 줄기세포와 성체 줄기세포 그리고 체세포복제 줄기세포로 구분되는데, 수정란 줄기세포는 특정부분 분화나 동물효과 등에서 효과를 보았지만, 면역거부를 극복할 수 없는 결정적 단점이 있으며, 성체 줄기세포는 기본적으로 분화능력이나 생식능력이 제한되기 때문에 충분한 양을 확보하기 어려울 뿐 아니라, 면역억제제 장기간 사용시 증증감염과 부작용이 발생되어세포치료의 장벽을 얻기 어렵다. 한편, 배양과정에서 유전자 변이의 문제는 수정란이나 체세포복제 양분야 모두 극복해야 할 공동의 연구과제이다.

황우석 박사의 핵치환 줄기세포 기술은 동물복제기술을 줄기세포 수립에 응용하여 특정환자와 동일한 유전자를 가진 환자맞춤형 줄기세포는 생물학적인 원리상 면역거부가 해소되고, 수년간 연구해온 성체줄기세포의 선도적 연구성과를 적용할 수 있기 때문에 세포치료의 상용화뿐만 아니라 난치병에 대한 세포치료의 상용화를 앞당길 것으로 전망된다.

오바마의 줄기세포 경제전쟁과 황우석 특허기술의 시사점

줄기세포 원천기술에 대한 국민적 공감대와 국가정책 형성여부가 중요

전직 NIH 수장의 과학정책 자문을 했기에 가능한 일이지만, 오바마 대통령은 배아줄기세포 연구에 대해 과학적 통찰력을 가지고 있다. 미국 과학자들이 다른 나라와의 경쟁에서 능력을 발휘할 수 있도록 부시 행정부의 배아줄기세포 연구규제를 완화시키겠다는 입장을 2008년 9월 8일에 열린 시민 6인의 Science Debate 심층질문에서도 다시 한 번 다음과 같이 확인시켜 주었다.

다른 형태의 줄기세포연구가 논란에 휩싸인 배아줄기세포연구를 대체할 것이라는 주장에 대해 “나는 ‘배아사용 없이도 다양한 방식으로 줄기세포를 만들 수 있기에 배아줄기세포가 결국 무의미할 것’이라는 제안들이 있어 왔음을 충분히 알고 있습니다. 그러나 여기에 동의하지 않습니다.”라며, “비록 혈액이나 골수에서 추출한 성체줄기세포가 몇몇 질환에 적용되지만, 그들은 배아줄기세포만큼 다목적으로 활용되지 못하며, 배아줄기세포를 대체할 수도 없습니다.”라고 말했다.

오바마는 미국이 다시 한 번 세계 경제의 주도권을 쥐기 위해 ‘새로운 경제전쟁’을 선포할 가능성이 존재하며, 그 핵심은 줄기세포 기술전쟁이 될 가능성이 높다. 기존 제조업이 경쟁력에 밀려 몰락하는 상황에서 돌파구는 블루오션인 줄기세포이며 엄청난 경제비중을 차지하고 있는 의료계에서 재생의학의 새로운 경제패러다임을 창조할 가능성이 증폭되고 있다. 배아줄기세포 연구를 통한 ‘재생치료’의 산업화가 핵심사안이기 때문에 배아줄기세포 연구 구제완화를 서두르고 있다.

일반적으로 학계에서는 바이오 투자 성공의 관건은 장기간 안정적인 투자와 경영지원 등 사후관리에 있다고 주장하고 있다. 신약이 임상3상까지 끝내려면 9년 이상 소요되고 대부분 연구기업들은 마케팅과 판촉 등 능력이 부족하기 때문에, 장기간 안정적인 자금을 조달해주고 영업활동에 도움을 줘야 성과를 앞당길 수 있다는 견해도 밝혔다.

최근 황우석 박사의 호주특허 획득 여부가 초미의 관심사이다. NT-1(1번 줄기세포)이 체세포복제를 하기 위한 방법론 특허뿐 아니라, 물질특허까지 노리고 있기 때문이다. 황우석 박사의 NT-1에 대한 과학적 재검증 여부가 남아있지만, 기술적으로 인간줄기세포를 만드는 기술은 동물복제의 핵치환 기술과 대동소이하기 때문에 큰 장애물이 될 수 없다. 만일 특허획득이 된다면 세계 최고의 기술력을 증명하면서 줄기세포 허브 역할을 한다는 의미를 가진다.

국내에서 국민적 공감대에서 연구재개와 적극적인 투자가 이루어진다면 상용화가 빠르게 진척될 것으로 분석된다. 황우석 파동이 나기 전에, 개에 대한 줄기세포 치료제 실험과 인간 실험 전 단계인 원숭이 실험에서 매우 진척된 실험 결과를 보았기 때문에 상용화에 대한 기간은 그리 오랜 시간이 걸리지 않을 것으로 분석된다.

현재, 세계 선진국에서는 엄청난 투자에 열을 올리고 있지만, 한국의 생명공학R&D 예산은 2005년 기준 미국의 약 2%, 일본의 13% 수준으로 미약한 수준이다. 기초원천기술개발은“원유를 채굴하는 것”과 같으며, 생명공학의 원천기술은 후손에게 물려줄 소중한 생존 도구이자 대한민국을 세계적 반열에 올려놓을 꿈의 열차임에도 불구하고 말이다.

최근 정부에서 추진하는 4대강 정비사업 중에 강과 연결된 관광과 문화 콘텐츠산업이 있다. 만일, 전 세계에서 줄기세포 치료를 받거나 줄기세포 유학을 하는 인구를 감안하여 연계한다면 막대한 시장가치 창출이 기대될 것이다. 관광과 휴양 그리고 줄기세포 치료와 연구가 어우러진다면, 대한민국의 세계줄기세포 산업의 허브국이자 선진국으로 도약하는 최초의 원천기술이 될 것이다.

바이오의 핵심기술 줄기세포는 미래 블루산업이자 새로운 트랜드(New Wave)이며 성장의 지속성(Still Alive)을 가진 분야이다. 전 세계 120경 의료시장을 재편할 꿈의 기술 재생의학의 핵심은 줄기세포이며, 오바마가 줄기세포 경제전쟁을 선언할 정도로 대단한 신기술의 혁명을 몰고 오는 분야이다. 국내 대기업도 바이오와 줄기세포에 대한 재투자가 이루어진 상황에서 대한민국의 신경제미래가 달린 꿈의 기술이 황우석식 줄기세포 분야이다.