바이오 머니가 온다

바이오 머니가 온다

이해진(알바킹) 지음

경이로움 / 2022년 7월 / 302쪽 / 18,500원





바이오 혁신의 본질 이해하기



바이오산업 장기 성장성의 원동력은 무엇인가

“최근 급속도로 성장을 이룩한 바이오산업이 향후에도 성장을 지속할 수 있을 것인가?”라는 질문은 코로나19가 창궐한 지 2년이 지난 지금 한 번은 짚고 넘어가야 한다. 특히 지속적인 양적 완화로 인플레이션 우려가 커진 만큼, 금리에 대한 민감도가 높은 바이오산업에는 중요한 논제다. 만일 바이오산업이 혁신이 없는 상태에서 인플레이션의 직격탄을 맞는다면 상승 추세를 회복하기 쉽지 않다.

현재 국내외 바이오텍 현금 흐름을 살펴보면 대부분 자본 시장에서 자금을 확보해 임상 연구비로 사용하는 구조로, 이렇다 할 매출액 없이 영업 적자가 매년 지속되고 있다. 영업 현금 흐름을 만들어 내지 못하고 외부 자금 조달에만 의존하는 기업은 인플레이션에 취약할 수밖에 없기 때문에, 현금 흐름 시각으로 바라본다면 바이오텍이 인플레이션에 가장 심하게 노출되어 있다. 고로 투자자들이 단순 테마에 의한 주가 상승이라고 판단한다면, 장기적인 인플레이션 상승이 우려되는 현재의 금융 상황에서 투자 자금을 회수할 수밖에 없다. 따라서 바이오 기업에 어떤 혁신이 일어났는가를 파악하는 것은 앞으로 바이오 투자에 대한 투자자들의 장기적 방향을 결정하는 데 더없이 중요한 작업이 될 것이다.

국내: 먼저 우리나라 바이오산업의 성장성과 산업 전체에서 차지하고 있는 비중, 그리고 장기적인 성장성에 대한 비전을 점검할 필요가 있다. 현재 우리나라 바이오산업의 성장 정도를 확인할 수 있는 좋은 지표는 IPO(기업 공개) 현황인데, 2019년 IPO에서 바이오가 차지하는 비중은 24%, 2020년은 28%였다. 과거 전체 주식 시장에서 제약 산업이 차지하던 비중이 1% 남짓이었다는 점을 상기한다면, 괄목할 만한 성장이다. 그런데 중기적으로도 이러한 흐름을 이어 나갈 수 있을지에 대한 확신을 갖기 위해서는 신규 벤처 펀드 투자 현황을 살펴볼 필요가 있다.

2019년 기준 전체 벤처 투자 금액 4조 2,000억 원에서 바이오가 차지하는 비중은 25.8%로 여타 산업 대비 비중이 가장 높게 나타난다. 이러한 높은 투자 비중은 2016년 이후 꾸준히 유지되고 있다. 벤처 투자 자금이 신생 기업에 집중적으로 투자되고 있다는 측면에서 향후 몇 년 내 이들 중 경쟁력 있는 기업들이 바이오텍으로 성장해 전체 산업에서 바이오가 차지하는 비중을 가장 높은 수준으로 끌어올릴 것이다. 그만큼 바이오산업의 장기적인 성장성 역시 높다는 것을 확인할 수 있다. 그렇다면 전 세계 제약 바이오산업의 40% 이상을 차지하고 있는 미국은 어떤지 알아보자.

국외: 미국 바이오산업의 현황을 한눈에 볼 수 있는 아크 인베스트먼트 ETF 중 하나인 ARKG ETF를 보면, 2019년부터 주가가 급상승하고 있으며, 특히 거래량은 2020년 이후 급격히 상승하기 시작해 2021년 초반에 정점을 찍었다. 이러한 주가 상승을 이끌어 낸 혁신적인 기반 기술로는 다음 4가지를 들 수 있다. ‘① 재조합 DNA 기술, ② NGS, ③ PCR, ④ CRISPR-Cas9’ 첫 번째, 재조합 DNA 기술은 이종 간의 DNA를 서로 이어 붙여서 우리가 필요로 하는 단백질을 생산해 내는 기술이다. 두 번째, NGS는 우리 몸 세포 안에 있는 30억 개의 염기 서열을 분석하는 기술이다. 즉 우리가 갖고 있는 유전자의 지도를 작성해 어떤 특징을 갖고 있는지 보여 주는 기술이다.

세 번째, PCR은 1개의 DNA를 짧은 시간 안에 기하급수적으로 증폭시키는 기술이다. 네 번째, 2020년 노벨 화학상을 수상한 CRISPR-Cas9은 질병의 원인이 되는 염기 서열을 정확하게 잘라 내는 기술이다. 이 중에서도 NGS와 CRISPR-Cas9은 더욱 주목할 필요가 있다. 이 두 기술은 2010년 이후에 실용화 단계에 이르면서 이번 바이오산업의 성장을 이끄는 직접적인 원동력이 되었기 때문이다. 이 외에도 RNA 기술, 형광 현미경의 발명 등이 연구 개발 도구로 가세하면서 바이오산업의 성장을 더욱 가속화했고, 2021년부터는 AI가 바이오산업에 뛰어들면서 다시 한번 단백질 신약 개발에 혁신이 기대되고 있다.

이제 어떤 혁신적인 약들이 개발되었는지 확인해 보자. 2017년 CAR-T 혈액암 치료제가 만들어졌고, 2018년 siRNA 치료제 온파트로, 그리고 2020년 모더나와 화이자의 mRNA 백신이 개발되었다. CAR-T는 환자의 혈액을 뽑아 혈액 속의 면역 세포인 T세포의 공격력을 높이기 위해 유전자를 조작한 후 다시 환자에 주입하는 치료제다. 일종의 면역력을 강화시키는 면역 세포 치료제로 이해하면 쉽다. siRNA는 우리 몸을 이루고 있는 세포 속에서 다양한 기능을 수행하고 있는 단백질 중, 기형이거나 너무 많이 만들어져 병의 원인으로 작용하는 경우 제거하는(잘라 버리는) 기술이다. mRNA는 정반대로 우리 몸속에 반드시 필요한 단백질이 만들어지지 않는 경우 단백질 생산의 레시피인 mRNA를 우리 몸속에 넣어 주어 세포 소기관인 리보솜에서 단백질이 생산되도록 하는 치료제다.

한편 최근 몇 년간 보여 준 바이오산업의 기술 혁신은 연구 개발을 위한 기반 기술의 혁신과 미국 FDA(미국 식품 의약국)의 유전자 세포 치료제에 대한 적극적인 지원이 있었기 때문에 가능했다. 코로나19에 대항하는 mRNA 백신이 역사상 유례없는 짧은 시간 안에 나올 수 있었던 것도 그동안 축적된 핵산 바이오 기술과 미국 FDA의 적극적인 지원이 있었기에 가능했다. 또 한 가지 기억해야 할 점은 미국 FDA의 유전자 세포 치료제 산업 육성에 대한 의지다. 바이오산업은 철저한 규제 산업이다. 사람의 생명과 관련이 있는 만큼 안전성을 중요시할 수밖에 없기 때문에, 여러 단계에 걸친 까다로운 임상 시험 단계를 통과해야 한다. 그렇지만 각 단계에 소요되는 비용은 천문학적으로 증가해 최근 신약을 개발 단계부터 신약 승인을 받기까지 들어가는 비용이 약 2조 원으로 추산되고, 시간도 평균 10년 이상 소요된다. 한마디로 쉽지 않은 여정이다.

그런데 유전자 세포 치료제는 암이나 유전병 등 희귀 질환을 타깃으로 하고, 특히나 유전병은 환자의 생존 기간이 길지 않아 치료제의 빠른 개발이 어느 질병보다 간절히 요구된다. 그런데 유전자 세포 치료제가 기존의 방법으로는 접근이 어려웠던 희귀 질병에 대한 치료제 개발 가능성을 보여 줌에 따라 FDA도 신속 개발 및 심사 프로그램 등 심사 절차 간소화를 통해 적극적인 개발 지원 의지를 표명했다. 유전자 세포 치료제를 심사할 수 있는 전문 심사 인력을 충원한 것도 같은 맥락이다. 아무튼 바이오산업은 기반 기술의 혁신과 미국 규제 당국의 적극적 지원에 힘입어 향후 10년 이상의 장기 성장 구간에 진입한 것으로 판단된다. 참고로 유전자 세포 치료제 기술은 암이나 희귀병 치료제 개발에서 뛰어난 성과를 보일 것으로 예상하며, 특히 RNA, DNA 등 핵산 치료제 기술과 면역 세포 기술은 40% 이상 고성장을 지속하며 바이오산업의 성장을 이끌어 나갈 것으로 예상한다.

성공적인 바이오 투자를 위해 무엇을 준비해야 할까

바이오 기업의 속성에 대해 살펴보자. 먼저 기술을 이해하기 어렵다. 삼성전자 반도체를 이해하기 위한 나노라는 용어는 좁은 지면에 가는 연필로 선들이 겹치지 않게 빽빽하게 회로를 그려 넣는 이미지를 머리에 떠올릴 수 있지만, 바이오 기술은 그런 상상을 하기가 쉽지 않다. 단순히 반도체 기술이 쉽고 바이오는 어려워서가 아니라, 세포의 구조와 구성 분자들의 활성 체계에 대해 기본적인 지식이 없는 것이 원인이다. 게다가 바이오는 임상 시험이라는 독특한 신약 개발 단계가 있고, 여기에 딸린 각 임상 단계별 특성과 임상 결과 해석도 별도로 공부를 해야 한다. 그리고 대다수의 바이오 기업은 매출액과 이익이 없고 자금 조달에 의존하는 현금 흐름 구조다 보니 가치 평가가 쉽지 않다는 특성 때문에 신약 개발의 임상 단계와 임상 단계별 성공 확률을 무시한 신약 스토리로 한 방을 노리는 요행을 부추기기도 한다. 고로 바이오 투자는 공부가 필수다.

정리하면, 바이오 주식은 다른 종목보다 내용을 이해하기 어렵고, 리스크(risk) 파악도 쉽지 않다. 또한 바이오 주식 투자는 다른 제조업처럼 일반적인 분석의 틀이 적용되지 않아 기업의 재무제표를 분석해 얻을 수 있는 정보가 제한적이라는 점도 알아 두어야 한다. 그런데 이러한 리스크 요인에도 불구하고 기업 분석에 필요한 사전 지식을 갖추고 있다면 바이오 주식은 좋은 투자처가 될 수 있다. 한편 바이오는 일정한 자격을 갖춘 기업이 시장을 독식하는 구조여서, 1등이 아니더라도 다양한 소구점을 갖고 경쟁하며 생존할 수 있는 일반 제조업과는 많은 차이가 있다. 이러한 특징 때문에 이익을 여러 기업이 나눠 갖는 다른 산업과는 달리, 바이오는 1~2개의 기업에 이익이 집중되고 일정 자격을 갖추지 못한 기업들은 도태되는 명과 암이 뚜렷이 나타나고 주가에도 그대로 반영된다. 참고로 코로나19 백신을 개발해 천문학적인 돈을 벌어들인 화이자와 모더나를 생각하면 쉽게 이해가 갈 것이다.

이 책에는 위에서 열거된 바이오 기업의 내재적 리스크를 극복하고 제대로 된 투자를 위해 임상 시험 관련 지식과 이를 이해하기 위한 바이오 관련 기초적인 과학적 지식, 다양한 바이오 기술, 그리고 글로벌 트렌드 등 바이오 주식 투자를 하기 위한 기본적인 내용들을 담고 있다.



바이오 기업 분석을 위한 사전 지식



신약이 성공하기까지 필요한 단계들

식품 의약품 안전처에서 정의하는 임상 시험이란, 임상 시험용 의약품의 안전성과 유효성을 증명함을 목적으로, 해당 약물의 약동ㆍ약력ㆍ약리ㆍ임상적 효과를 확인하고 이상 반응을 조사하기 위해 사람을 대상으로 실시하는 시험 또는 연구를 말한다. 참고로 바이오텍의 주요 업무는 개발한 파이프라인에 대해 임상 시험을 단계별로 발전시켜 나가는 과정이라고 말해도 될 만큼 바이오텍 분석에서 임상 시험은 매우 중요한데, 각 단계별로 상세하게 알아보면 다음과 같다.

신약 후보 물질 탐색: 임상 시험의 첫 단계는 신약 후보 물질 탐색인데, 이 단계에서 바이오텍이 고려해야 할 핵심 과제는 시장 중심적인 수요 조사와 상업적 가치 평가, 그리고 투자금 회수 방법에 대한 고민 등이다. 신약 후보 물질 탐색 과정을 구체적으로 살펴보면, 첫 단계는 최종 목표 제품 프로파일인 TPP(Target Product Profile) 작성인데, TPP는 개발 약물 정보와 시장의 크기 그리고 경쟁 상황을 파악하고, 목표 시장 점유율과 예상 개발 비용에 근거해 가치 평가를 실시한다. 다음으로 후보 물질군 발굴이 진행되는데, 공개된 데이터베이스를 대상으로 후보 물질 대상을 발굴하게 되며, 경쟁사의 신약 개발 현황을 파악하고 후보 물질의 구조 변경 등 최적화 과정을 실시한다.

전임상 연구: 이 단계에서는 과학적인 연구 디자인과 체계적인 데이터 관리 및 통계 분석이 핵심 과제다. 먼저 후보 물질의 효능과 위험 요인을 세포와 동물을 대상으로 실험하는 과정으로, 후보 물질이 동물의 체내에서 어떻게 흡수ㆍ분포ㆍ대사ㆍ배출되는지에 대한 동태 연구가 진행된다. 여러 장기의 기능에 미치는 영향과 약리 작용 등 유효성 평가를 실시하게 되며, 임상 시험 투여 용량을 결정하고 물질의 안전성 프로파일을 작성한다. 그리고 이 단계에서는 다음 단계인 임상 시험 계획 승인 신청을 위해 체계적인 연구 방법에 따라 모든 서류가 작성된다. 이때 중요한 작업이 하나 더 진행되는데 바로 특허 침해 분석(FTO)이다. 특허 침해 분석이 이루어지지 않은 후보 물질의 연구 개발은 향후 기술 수출(License Out, L/O), M&A(인수 합병) 추진 시 어려움이 있을 수 있다.

임상 1상: 인간을 대상으로 한 최종 안전성 시험 단계이며 성공 가능성이 다른 임상 시험 단계보다 높다. 또한 건강한 사람을 대상으로 시험한다는 점이 특징적이며, 향후 진행될 임상 2상 시험을 준비해 약물의 안전성과 최대 허용 용량을 찾아내는 것이 목적이다. 임상의 주목적이 안전성과 인체와 약물 간의 상호 작용 확인이므로 유효성 판단 과정은 없다. 임상 1상 성공 여부는 안전성과 관련해 사전에 미리 설정한 1차 유효성 평가 변수의 목표를 달성했는가에 전적으로 달려 있다.

임상 2상: 임상 2상은 성공 확률이 30%에 그치는 신약 임상 시험에서 가장 큰 고비다. 이 단계의 과제는 실제 적응증(해당 질병)이 있는 환자군을 대상으로 약물의 안전성과 유효성을 확인하고, 임상 3상에서 적용할 약물의 용량과 용법을 결정하게 된다. 일반적으로 수십 명에서 수백 명을 대조군(표준 치료나 위약)과 시험군(시험 약물)으로 나누어 비교 임상 시험을 실시한다. 임상 2상은 임상 2a상과 임상 2b상으로 나누어지는데, 임상 2a상은 개념 증명 단계다. 후보 약물의 최대 허용 용량 내에서 유효 용량의 안전성과 유효성 평가가 실시되는데, 다양한 용량의 약물을 시험해 최적의 용량을 결정하는 것이 주된 작업이다. 임상 2b상은 약효 입증 탐색 단계다. 임상 2a상에서 결정된 투여 용량을 갖고 대조군과 시험군을 나누어 약물의 약효를 확인하는 단계로, 성공 확률이 낮다.

임상 3상: 임상 시험을 위해 통상 수백 명에서 수천 명의 다국가, 다기관 환자를 대상으로 시험 약물의 안전성과 유효성에 대한 검증 작업이 이루어지는데, 보통 수천억 원의 비용이 사용된다. 일반적으로 3년 이상의 장기간에 걸친 임상 시험이 진행되는데, 통계적 유효성을 증명하기 위한 보다 정교한 임상 디자인이 요구된다. 특히 검정력을 확보할 수 있도록 충분한 표본 수를 확보해야 하는데, 현금 흐름상 무작정 검정력을 높이기 위해 환자 수를 늘릴 수도 없는 것이 현실이다.

임상 4상: 임상 4상은 신약 승인 후 약물의 장기적인 효능과 안전성을 확인하기 위해 실시하며, 시판된 약의 효능을 관계자들에게 효율적으로 알리기 위한 마케팅 차원에서 진행하는 성격도 있다. 즉 시장의 니즈를 만족시켜 신약에 대한 신뢰도를 높이기 위한 추가적인 임상 시험을 실시하고, 임상 결과는 적극적으로 학회에 발표해 신약이 조기에 정착해 팔릴 수 있도록 하기 위함이다.

병행 임상(2단계 동시 진행): 임상 1상과 2상, 혹은 임상 2상과 임상 3상을 묶어서 동시에 진행하는 새로운 임상 디자인을 병행 임상이라 하는데, 특히 항암제 임상 시험에서 1상과 2상을 묶어서 실시하는 경우를 흔하게 볼 수 있다. 중대한 질병이나 환자 수가 적은 암이나 희귀 질환 임상 연구에서 자주 사용되는 임상 디자인이며, 2단계의 임상을 동시에 진행하는 만큼 임상 설계의 난도가 높다.

신약 허가 신청 심사: 통상적으로 제출된 서류에 문제가 없을 경우 FDA는 10개월 이내에 신약 허가 신청(NDA)에 대한 승인 여부를 결정하게 된다. 한편 FDA의 신속 개발 및 심사 제도는 심각한 질환이나 미충족 의료 수요를 해결하기 위한 희귀 질환 치료제 개발을 촉진하기 위한 제도로, 2019년 FDA에서 승인된 신약의 60%가 이 프로그램의 수혜를 입은 것으로 나타났다. 이 프로그램에는 패스트 트랙, 혁신 치료제 지정, 가속 허가, 우선 심사, 희귀 의약품 지정 등이 포함되어 있는데, 대부분 암이나 희귀 유전병, 신경 퇴행성 질환 등 현재 치료제가 없는 중대 질병의 치료제 개발을 독려하기 위해 시간을 단축시키거나 독점 기간을 추가로 부여하고 있다.