기술기반의약품(TBM)의 기술개발 동향과 미래가치

기술기반의약품(TBM)의 기술개발 동향과 미래가치

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목차

1. TBM의 정의 및 개발 필요성

2. TBM의 국내·외 기술개발 동향

3. TBM 시장 현황 및 전망

4. TBM의 국·내외 규제 동향

5. 결론 및 제언

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1. TBM의 정의 및 개발 필요성

TBM의 정의 및 세대분류

★ TBM 이란 기술기반의약품(Technology Based Medicine)을 지칭하며 기존 허가받은 유효물질에 약효, 생체이용률, 환자의 복약순응도 등을 개선하기 위한 진일보된 차세대 기반기술이 적용된 의약품으로서 넓은 의미에서 저분자화합물에 적용되는 개량의약품*과 개량생물의약품(바이오베터) 등을 포함하는 개념임

* Incrementally modified drug, value added medicine, hybrid medicine, super generic 등으로 불리기도 함

 

★ TBM 기술은 약물전달시스템을 기준으로 주성분의 변경, delivery materials의 변경, 방출기전의 변경, 투여경로의 변경 등으로 분류할 수 있고, 이를 시대별 기술발전에 따라 1세대, 2세대, 3세대로 분류할 수 있음

- 1세대 : 경구제의 방출변형조절 및 소형화, 경피 흡수제의 방출 조절 등과 같이 전달 시스템의 물리화학적 성질을 조절

- 2세대 : 생분해성 polymer를 사용한 장기 지속형 데포주사, 나노입자를 이용한 표적 전달 항암제 등 생물학적인 장벽을 극복

- 3세대 : 비침습적 펩타이드 및 전달기술, 신호 특이성 거대분자 전달기술, 물리화학적, BBB를 극복한 표적약물 기술 등 생물학적 장벽을 모두 극복

TBM의 개발 필요성

★ 국내 제약바이오산업은 협소한 내수시장 중심의 한계에서 벗어나지 못하고 있어 글로벌 진출을 위한 새로운 성장동력 확보가 시급한 시점임

- 2019년 기준 수출액 10억 이상인 50개 제약바이오기업을 대상으로 집계한 자료를 보면 총매출 대비 수출비중은 11.4%에 불과함 [2]

 

★ 글로벌 제약시장에서 대형 다국적 제약사가 절대적 우위를 선점하고 있는 혁신신약보다는 개발에 필요한 비용과 기간 등 부분에서 효율성이 높고, 혁신신약에 버금가는 글로벌 경쟁력을 가질 수 있는 고부가가치 TBM 기술을 적극 개발하여 전략적으로 글로벌 시장의 신속한 진입이 필요한 상황임

- 전 세계적으로 고령인구증가 추세에 따라 더 안전하고 덜 침습적인 환자수요중심 의약품 기술에 대한 필요성이 증대됨

 

★ 국내 제약바이오기업들은 제제기술의 축적으로 세계 10위 정도의 TBM기술 경쟁력을 가지고 있으나, 국내에서는 보험약가의 제한 등의 사유으로 다양한 제제기술의 사업화가 이루어지지 않았고, 글로벌 진출에서는 인허가 규제, 전략적 지적재산권 확보 및 관리, 현지사업화 경험 부족 등으로 인하여 소극적인 행보를 보였음

 

★ 따라서, 정부의 적극적 지원하에 글로벌 시장의 수요를 정밀 타겟팅 하는 다양한 고부가가치 TBM 기술의 연구개발을 통해 국내 제약바이오기업의 글로벌 시장으로의 신속한 진입, 사업화 인프라 구축, 글로벌 사업화 경험 축적 등 경쟁력을 갖추는 것이 시급함

 

2. TBM의 국내·외 기술개발 동향

기존 TBM 기술 개발 현황

★ 글로벌 시장에서 혁신 기술을 이용한 TBM 수요가 지속적으로 확대되고 있으며, TBM 기술은 경구제제, 주사제, 특수제제, 비경구/비침습 제제 등 카테고리를 형성하면서 기술체계가 확립되어왔음

★ 미국은 Incrementally modified drug의 카테고리에서 기술개발이 이어지고 있고 2008년부터 2017년까지 미FDA에서 허가된 TBM 기술을 보면 방출조절형 경구제제가 가장 많고, 그 다음으로 나노기술기반 약물전달, 폴리머기반 약물전달, 비침습성 약물전달 등 순서였음

★ 약물전달시스템과 관련된 국내 기술개발은 1990년대 중반부터 매우 빠른 속도로 기술 개발이 진행되어 현재 저분자 약물전달시스템 기술개발에 대한 연구역량은 세계 10위권 수준의 기술력을 확보하는 등 선진국 대비 70~80% 수준의 우수한 기술력을 확보함

 

★ 최근 국내에서는 나노 또는 마이크로입자 제조기술, 하이드로겔, 리포좀 제조기술, 표적지향기술, 상기 기술의 융합기술 등 다양한 기술개발 및 제품개발을 진행하며 기술경쟁력 향상을 위한 활발한 연구를 진행하고 있어 혁신성, 임상적 유용성 개선, 산업적 적용 등 측면에서 국내 경쟁력은 지속적으로 상승하고 있음

 

★ 현재 TBM기술은 비침습적 펩타이드 단백질 전달기술, 신호 특이성 거대분자 전달기술 등 3세대 약물 전달기술까지 발전했지만 아직은 1세대인 경구제 방출변형조절기술이 가장 널리 활용되고 있으며 아직 3세대 기술은 활용 빈도가 낮은 편임

 

1세대형 TBM 기술 예시

 

★ 방출변형조절 기술(서방형 경구제, 소형화)

- 필요한 양 만큼의 약물이 보통 제제보다 장시간에 걸쳐 방출되도록 설계된 제제[5]

- 동일 투여경로의 일반제제(속방성제제)의 용출 속도를 조절해 복용횟수 감소

- 환자에게 복용편리성을 제공, 의료비 절감 유도 효과

- 씹을 수 있는 알약, 정제(lozenges), Gums 형태 등 소아나 노인성 질환 치료에 사용이 늘어나며 응용 가능성 증대

★ 장기지속형 극소침습/비침습 제제 기술(패치형 약물전달 시스템)

- 주사제형은 신속한 약효를 내기에 유리하나, 통증 및 불안감 유발, 병원 내 투여, 주사 시 고무나 유리조각 유입 등의 불편함이 있고 효력을 지속하기 어려움

- 패치형 약물전달 시스템 등 다양한 비침습적 제형 기술이 도입되어 활용중 - 패치형 약물전달 시스템은 투약편의성이 높고, 소화 효소에 의한 분해나 초회효과를 회피할 수 있어 장점이 큼

- 막제어 방식과 매트릭스 방식으로 나뉘며 막 제어방식은 막과 지지체 내에 반고형 물질이 들어 있고 막을 통해 약물 방출 조절

- 매트릭스 방식은 약물이 점착제 내에 포함되어 있거나 점착제층이 약물 층 주변을 둘러싸고 있는 구조

- 약물이 점착제 내에 포함되어 있거나 점착제층이 약물 층 주변을 둘러싼 구조

- 약물의 투과도를 높이기 위해 피부투과촉진제를 사용하는 연구도 진행중

 

★ 환자친화형 복용편의증진 제제기술 (구강붕해제)

- 노인, 영유아나 중증환자는 신체 특성상 정제나 캡슐제 형태의 의약품을 삼키기 어려움, 정신신경계환자는 투여를 거부하거나 복용 후 토할 우려 있음

- 구강붕해정, 구강붕해필름은 일반 정제에 비해 보관이 편리

- 국내 특허청에 따르면, 경구붕해제 관련 특허는 2008년도 이후 66건 출원, 2014년 상반기 10건 출원

- 치매 암 등 중증장애를 앓고 있는 환자들이 좀 더 손쉽게 의약품을 복용할 수 있도록 기대

2~3세대 형 기술

 

★ 나노가용화 기반 생체흡수개선 기술 - 약물을 나노 수준의 미립자 형태로 만들어 난용성 약물의 문제점을 극복

- 제조공정이 간단하고 안정성이 우수

- 기존 제품을 동등 이하 크기로 제제 설계하여 복용편의성 및 생체이용률 등을 개선하여 국가적 차원의 건강보험료 비용 절감에 영향을 줄 것으로 예상

- 나노담체유형에 따라 나노입자(Nanoparticles), 면역접합체(Immunoconjugates), 나노에멀전(Nanoemulsions) 으로 분류

- 모더나, 화이자의 mRNA 코로나 백신에도 LNP(지질나노입자, Lipid Nano Particle) 기술이 적용되었으며, mRNA가 체내에서 쉽게 분해되고, 세포막을 통과하기 어려운 단점을 극복하여 상용화에 상공함으로 나노가용화 기반 기술의 확장성을 보여줌

★ 장기지속형 주사제

- 주사 빈도를 줄여 환자의 편의성을 향상시킬 수 있는 약물방출제어 기술

- 서방성 주사제는 1회 투여로 수일～수개월 약효 지속되며 약물의 생체이용률이 낮거나 서서히 흡수되거나 체외로 빠르게 배설되는 경우 약물 방출속도 제어

- 장기지속형 주사제는 합성의약품 시장에서 이미 대형 품목으로 자리 잡고 있으며 시장 성장속도도 빠름

- 조현병 환자 대상 임상실험에서 실질적 입원일수 감소 등, 헬스케어 자원 절감 효과를 보임

- 리포좀, 마이크로/나노 입자, 고분자 또는 지질로부터 제조되는 미립자를 이용하여 수동적 표적화, 리간드, 페길화 등을 통해 능동적 표적화로도 연구가 진행

- 마이크로/나노 입자는 인체 내 주입되어 농도차에 의한 확산 및 생분해성 고분자 분해에 따른 약물 방출로 서방성 약물전달시스템 구축

★ 거대분자약물용 비침습 제제기술

- 바이오의약품을 포함한 거대분자약물은 체내흡수의 한계로 주사에 의해 체내 투여해야 하는 단점을 갖고 있음

- 고분자의약품 특성상 피부, 장점막 등 장벽투과가 어렵고, 소화효소에 의한 분해나 열로 인한 변형이 쉬워 화학합성의약품 대비 시장화에는 큰 기술 장벽이 존재

- 비강, 피부, 폐, 눈, 경구 등 비침습적 경로 투여로 인해 환자 편리성이 강화된 고부가가치 의약품은 폭발적 성장이 쉽게 예측되므로 투자 필요성이 매우 큼

- 펩타이드나 단백질 의약품은 경구투여시 생체이용률이 0~2%로 매우 낮으나 크기가 작은 펩타이드는 단백질이나 항체보다 성공 가능성 높아 상대적으로 경구용 제형 개발 기술이 발전함

- 경구 투여는 소화관에 존재하는 소화효소 혹은 간 초회통과 효과로 흡수율이 낮은 문제가 있으나 안전하고 경제적인 투여경로이므로 시장이 가장 클 것으로 예상

- 피부로 투과되지 않는 약물(고분자, 친수성 등)을 대상으로 소노포레시스, 이온토포레시스, 마이크로니들 등 제형 개발이 진행중

- 마이크로니들 기술은 경피약물 전달시스템 중 하나로 피부 장벽층인 각질층을 통과하여 피내로 유효성분 전달. 약효부문에서는 혈류흡수 촉진, 투약 시 통증 경감, 경구로 투여가 어려운 약물 전달력 개선, 경제성에서는 제작 단가 저렴, 대량생산 가능

★ 개량생물의약품(바이오베터)

- 이미 허가된 생물의약품에 비해 안전성, 유효성 또는 복약순응도 등이 개선되었거나 의약기술에 있어 진보성이 있다고 여겨지는 의약품

- 오리지널 생물의약품과 동일한 타겟을 목표로 하므로 임상시험 실패 위험 낮음

- 지속성 증대, 약효개선, 제형변경, 제조기술 변경 등의 목적이 있음

3세대 IT 융합형 기술

 

★ 디지털 및 3D 프린팅 기반 융합형 제제 기술

- 의약품과 IT의 융합을 통해 표적 부위에 약물을 정확하게 전달하거나 질병의 상태, 환자의 복약 여부 등을 실시간으로 모니터링

- 약물 부작용 최소화, 진단과 복약의 편의성 증대, 낮은 복약순응도로 인한 질병 악화를 방지하여 의료비 손실 경감

- 각종 전자장치가 내장된 초소형 알약인 스마트 필의 응용 분야는 캡슐형 내시경, 약물전달시스템, 환자 모니터링 등이 있음

- 현재까지의 디지털 융복합 제품은 주로 진단 및 건강 모니터링 등에 초점이 있으나 센서 소형화, 렌즈 두께 조절 기술 등 기술적 혁신이 이루어져 약물전달 기술과 융합하면 약물의 치료 호과를 높이는 디지털메디신으로 빠르게 진화할 것으로 예상

 

3. TBM 시장 현황 및 전망

 

국내 의약품 시장 현황 및 한계

 

★ 국내 의약품 시장 규모는 2019년 기준 약 24.3조 원으로 2019년 기준 약 1조 2,500억 달러(약 1,460조 원) 규모의 글로벌 의약품시장 대비 약 1.7%에 불과함 [55]

 

★ 국내 제약바이오기업 매출액 대비 수출비중은 2019년 기준 11.4%로 내수위주의 시장특성을 보이며, 2015년부터 2019년까지 5년간 국내 의약품 무역수지는 평균 2조 1,801억 원의 적자를 보여 의약품 수출확대가 필요한 상황임 [56]

 

★ 보건산업진흥원 발표에 따르면 2020년 의약품 수출액은 84.3억 달러(약 9.8조 원)으로 전년도 대비 62.6% 증가하였으나 이는 바이오시밀러 제품과 위탁생산(CMO) 바이오의약품중심으로 한 의약품 수출액 증가가 대부분임 [57]

 

★ 국내 TBM 시장현황은 개량신약 제도 도입이후 2009년부터 현재까지 총 118개 품목이 허가되었으나 복합제(유효성분의 종류 또는 배합비율이 다른 의약품) 72품목, 제제개선(제형·함량 또는 용법·용량이 다른 의약품) 34품목이 90% 이상으로 대부분을 차지하여 고도의 기술집약적 기술기반의약품에 대한 연구개발은 아직 미흡함

★ 따라서 디지털 및 4차 산업 기반 첨단 기술 간 융복합 신기술·신제품 개발하고 글로벌 기업과 동등 이상 수준으로 TBM을 발전시켜 시장을 주도할 제약바이오기업 육성 필요함

 

글로벌 TBM 시장 개요

 

★ 전 세계 인구 고령화, 경제 성장으로 인해 세계 의약품 시장은 지속적으로 확대될 것으로 전망되고, TBM은 상대적으로 짧은 개발기간과 기술의 플랫폼화로 다양한 의약품에 적용할 수 있는 장점으로 인하여 전 세계적으로 연구개발이 활발히 이루어지고 있어 전체 의약품 시장 중 차지하는 비중도 급격이 늘고 있음

 

★ 글로벌 TBM 시장은 크게 개량의약품(저분자화합물 적용)과 개량생물의약품(바이오베터)으로 구분할 수 있으며, 전체 글로벌 TBM시장규모는 2020년 기준 약 943.5억 달러(약 110조 원)에서 2030년 약 2,508억 달러(약 293조 원)로 성장할 것으로 예측됨

 

글로벌 개량의약품 시장 동향

 

★ 글로벌 개량의약품 시장은 2019년 약 470억 달러(약 55조 원)에서 연평균 11.9%의 성장으로 2030년 약 1,640억 달러(약 192조 원)의 시장규모를 형성할 것으로 예상됨 [58]

★ 지역별 개량의약품 시장분포를 살펴보면 북미지역과 유럽지역의 점유율은 감소할 것으로 예측되고 있으며, 파머징 시장을 포함하는 아시아-태평양 지역 및 기타 지역의 시장점유율은 확대될 것으로 예측되고 있음 [58]

★ 기술기반의약품의 기술 유형별 분포에서 가장 큰 비중을 차지하는 기술은 경구 방출 조절 기술(29%)이며, 다음으로는 나노 기술 기반 의약품(11%)임. 그 외 기술로는 분포 비중 순서대로 고분자 기반 약물전달기술, 비침습 약물전달기술, 캡슐 기반 약물전달기술 등이 있음 [58]

 

북미, 유럽 등 제약선진지역 개량의약품 시장 현황

 

★ 미국을 비롯한 북미지역은 개량의약품을 통상 Incremental modified drug으로 명칭하고 있으며, 2019년 기준 190억 달러(약 22조 원)에서 CAGR 11%로 2030년 약 570억 달러(약 67조 원)의 시장규모를 형성할 것으로 예측됨

 

★ 최근 10년간 미국에서 505(b)(2) 경로로 허가받은 개량의약품의 수는 계속해서 늘어나고 있으며, 선진시장에서 의약품 개량기술이 주요 개발 트렌드중 하나임을 확인할 수 있음

★ 유럽은 개량의약품을 hybrid medicine(또는 Value added medicine)으로 명칭하고 있으며, 2019년 기준 90억 달러(약 10조 원)에서 CAGR 11%로 2030년 약 290억 달러(약 34조 원)의 규모를 형성할 것으로 예측됨 [58]

 

파머징 국가 의약품 시장 현황 및 TBM의 가능성

 

★ 파머징 시장은 아세안, 중동, 중남미, CIS지역 등을 포함하며 글로벌 의약품 시장에서 파머징 국가의 점유율은 약 26%로 미국 40.5%에 이어 2위를 차지하고 있는 큰 시장임 [59]

★ 파머징 시장은 미국, 유럽 등 선진시장에 비해 1인당 의약품 소비액은 적지만 인수구가 많고 높은 경제성장률에 따른 의약품시장 성장률도 약 10%에 이르러 글로벌 의약품 시장의 블루오션으로 주목받고 있는 시장임 [59]. 특히 아세안은 전체인구수가 약 6.4억 명(세계인구의 약 9%)에 달하며 [60], 경제활동인구 비율이 높아 의료소비에 대한 니즈가 증가할 것으로 예측되고 있음

 

★ 파머징 시장은 현재 주로 제약선진국으로부터 대부분의 의약품을 수입하고 있어 고가의 신약에 대한 의료비부담이 높을 것으로 예상됨에 따라 상대적으로 의료비 부담이 적고 파급력이 높은 TBM 의 수요가 높을 것으로 예상되고, 신약을 위주로 하는 다국적 제약사와 경쟁하기 위해서는 진출국 수요기반의 TBM으로 경쟁력을 찾아야 할 것으로 판단됨

- 아세안과 중동의 당뇨병 치료제 시장은 2019년 기준 각각 약 13억 달러(CAGR 25.7%)와 약 9.8억 달러(CAGR 30.1%)를 기록해 고속성장을 기록함

 

★ 따라서 국내 제약바이오산업이 글로벌 진출을 통한 차세대 국가성장동력으로 자리매김 하기 위해서는 우선적으로 아세안시장을 비롯한 중동, 중남미, CIS지역 등 파머징 시장을 선점 및 확대할 필요가 있음

 

개량생물의약품(바이오베터) 시장 동향

 

★ 글로벌 개량생물의약품(바이오베터) 시장 가치는 2020년 473.5억 달러(약 55조 원)에서 연평균 8.5%로 성장해 2030년 868.1억 달러(약 101조 원)에 이를 것으로 예측됨 [61]

 

★ 지역별 바이오베터 시장 점유율을 보면 2020년 기준 북미지역이 50.8%로 가장 높았고, 유럽(29.0%), 동아시아(8.7%), 라틴아메리카(5.6%), 남아시아(3.3%) 중동(2.3%), 오세아니아(0.5%) 순으로 높음 [61]

 

★ 국내 바이오베터 시장규모는 2020년 기준 6.3억 달러로 연평균 10.9% 성장률로 2030년 약 17.6억 달러에 이를 것으로 전망함 [61]

 

차세대 미래형 TBM 시장 동향

 

★ 4차 산업혁명 시대의 도래로 첨단 ICT 기술이 융합된 의약품 시장 출현함. 인공지능, 빅데이터 등 디지털 기술 기반 헬스케어 시장은 2016년 1,796억 달러(약 210조원)에서 GAGR 13.4%로 2025년 5,366억 달러(약 630조 원)에 이를 것으로 전망됨 [62]

 

★ 2017년 세계 최초로 IT기술과 제약기술의 융합으로 탄생된 스마트필이 미국 FDA 허가를 받았고, 글로벌 디지털치료 의약품 시장은 2016년 17억 달러(약 1.9조원)에서 CAGR 21%로 2025년 94억 달러(약 10조원)에 이를 것으로 전망됨 [63]

 

 

 

4. TBM의 국·내외 규제 동향

 

한국

★ 국내 식약처는 안전성·유효성 심사가 필요한 신약이 아닌 의약품을 자료제출의약품으로 분류하고 있으며, 2008년도부터 자료제출의약품 중 개량되었거나 진보성이 있는 품목을 개량신약으로 인정하고 있음

- 이미 허가된 의약품과 유효성분의 종류 또는 배합비율이 다른 전문의약품

- 이미 허가된 의약품과 유효성분은 동일하나 투여경로가 다른 전문의약품

- 이미 허가된 의약품과 유효성분 및 투여경로는 동일하나 명백하게 다른 효능효과를 추가한 전문의약품

- 이미 허가된 신약과 동일한 유효성분의 새로운 염 또는 이성체 의약품으로 국내에서 처음 허가된 전문의약품

- 유효성분 및 투여경로는 동일하나 제제개선을 통해 제형, 함량 또는 용법·용량이 다른 전문의약품

 

미국

★ 미국은 FD&C Act 규정에 따라 케미컬 의약품의 허가트랙을 크게 3개로 분류하며 기술기반의약품을 505(b)(2)로 지정

유럽

★ 유럽은 Directive 2001/83/EC 규정에 따라 의약품의 허가트랙을 크게 5개로 분류하고 있으며 미국보다 세부적으로 복합제 등은 따로 분류하고 있음

파머징 국가

★ 파머징 시장의 대부분 국가는 기술기반의약품에 대한 허가규정 미비함. 파머징 국가들 중 태국은 기술기반의약품이 별도 분류되어 있으나 이를 제외한 ASEAN, 중남미, 중동 대부분의 국가들은 기술기반의약품에 대한 정의 및 허가 트랙이 명확하지 않음

규제적 한계

★ 미국, 유럽, 한국 등 제약 선진 국가들은 505(b)(2), Hybrid Medicine, 개량신약 등 TBM을 위한 별도의 규정들이 마련되어 허가신청시 세부적인 가이드라인을 제공하고 있으나 파머징 국가들은 미비한 규정으로 인해 해당 국가에 허가 신청시 신약 트랙으로 진행해야 할 가능성이 높으므로 선진국 대비 높은 수준의 자료가 요구될 가능성이 있음

 

★ 규정이 미비한 파머징 국가에서 개개의 제약바이오업체가 직접 규제 당국과 TBM을 위한 허가적 기반 마련을 논의하기는 어려우므로 국가 차원의 지원이 필요

 

 

 

5. 결론 및 제언

★ 국내 제약바이오산업은 내수시장 위주의 한계 극복을 위해 글로벌 시장 진출을 위한 신속성장 동력을 확보해야 함

 

★ TBM 기술은 상대적으로 짧은 개발기간과 기술의 플랫폼화로 다양한 의약품에 적용할 수 있는 장점이 있어 글로벌 진출 성장동력이 될 수 있음

- TBM기술은 약물전달시스템, 약물개량 기술 등을 중심으로 다양한 기술들이 개발 및 적용되고 있으며, 바이오의약품 시장이 빠르게 성장함에 따라 개량생물의약품으로까지 적용할 수 있는 확장성까지 가져 그 미래가치가 무궁무진함

 

★ 환자중심의 TBM으로 빠르게 성장하고 있는 아세안, 중동, 중남미, CIS지역 등 파머징 시장에 신속하게 진입하여 글로벌 진출의 교두보를 마련해야 함

- 파머징 시장은 의약품 시장 성장률이 빠르게 확대되고 있지만, 대부분의 의약품을 선진국에서 수입하고 있는 상황으로 상대적으로 큰 의료비 부담을 경감해야하는 수요가 있음

- 기존 약물의 약효 증대, 환자의 복용 편리성 증대 등 환자중심 수요기반의 고부가가치 TBM의 개발로 파머징 시장으로의 신속한 진입이 필요함

 

★ TBM의 글로벌 진출은 인허가 규제, 전략적 지적재산권 확보 및 관리, 현지 임상개발 및 사업화 경험 부족 등으로 인한 장벽이 높아 정부의 연구개발 및 정책적 지원 등 민관협업을 통한 우수성공사례 발굴이 필요한 시점임

 

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출처 : keit pd 이슈리포트