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인류는 지금까지 과학의 힘으로 많은 질병을 극복해 왔다. 최근 확산되고 있는 코로나19에 대해서도 mRNA 백신이나 바이러스 벡터 백신과 같은 새로운 신약개발 기술이 활용되어, 1년도 안 되는 전례 없는 속도로 실용화에 이르렀고 코로나19가 인류의 위협에서 사라지는 날이 머지않아 찾아올 것이다. 그렇지만 이러한 이노베이션의 중심에는 미국과 유럽의 스타트업 기업이 자리하고 있고, 국내에서 개발 중인 백신은 아직 임상 중이며 세계적으로 적용되기에는 이르지 못하고 있다. 이것은 유전자 조작이나 세포공학 기술을 활용한 바이오 기술 및 그것과 관련된 신약개발 기반기술의 활용이 늦어지고 있다는 점에 대한 경종이자 교훈이 되었다.
이에 IRS글로벌에서는 코로나19 바이러스 사태에 의해서 더욱 촉진되고 있는 바이오헬스(레드바이오) 산업의 연구개발 동향을 조사하고, 바이오헬스 사업화를 위한 기술개발의 방향과 전략을 제시하고자 한다. 바이오헬스 관련 연구개발 및 사업을 진행하는 기관 및 기업의 관계자들에게 도움이 되기를 바라며 유용한 정보로 활용되기를 기대해본다.
Contents
Ⅰ. 바이오헬스 산업 동향 및 비즈니스 전략
1. 바이오ㆍ바이오헬스 산업의 성장성 분석
1-1. 바이오산업 분류 및 시장동향
1) 바이오산업 정의 및 3대 분류
2) 코로나19 이후 바이오산업의 글로벌 시장 전망
3) 바이오 분야의 미래전망 및 시장동향
(1) 바이오산업의 미래 유망 분야 및 고도화 전략
(2) 바이오산업의 시장현황 및 투자동향
4) 레드바이오 산업의 글로벌 시장동향
1-2. 바이오테크놀로지의 발전과 확산
1) 개요
2) 글로벌 동향
(1) 정책 동향
(2) 산업 동향
3) 국내 동향
(1) 정책 동향
(2) 산업 동향
4) 연구개발 동향
(1) 연구개발 투자액 동향
(2) 바이오산업의 국내 투자 현황
(3) 논문 발표 동향
(4) 특허 동향
2. 바이오헬스 산업의 이노베이션과 변화
2-1. 글로벌 의약품 시장
1) 시장 규모
2) 판매 동향
(1) 제품별 판매 순위
(2) 영역별 판매 순위
(3) 업체별 판매 순위(처방전 약 & 일부 OTC 제품)
2-2. 기술의 발전과 연구개발 및 이노베이션 동향
1) 의약품 연구개발 시장의 변화
(1) 의약 Modality의 다양화
(2) 연구개발비 급등
(3) 의약품 가격 급등
2) 건강ㆍ의료의 DX
(1) DX와 AI
(2) 빅테크 기업 GAFAM의 진출(의료ㆍ헬스케어 비즈니스의 DX)
3) M&A에 의해 가속되고 있는 업계 변화
(1) 의약품
(2) 의료기기
(3) 의약품과 의료기기의 차이
2-3. 의약 Modality 관련 바이오벤처기업 사례 및 최근 동향
1) mRNA 의약(mRNA 백신)
(1) 개요
(2) CureVac
(3) BioNTech
(4) Moderna
(5) Arcturus Therapeutics
(6) 이노베이션 생태계
2) 유전자편집ㆍ유전자치료
(1) 개요
(2) 이노베이션 생태계
3) 세포치료(CAR-T, CAR-NK)
(1) 개요
(2) 이노베이션 생태계
4) 디지털 치료제(DTx)
(1) 개요
(2) Welldoc
(3) Propeller Hearth
(4) Akili Interactive Labs
(5) Pear Therapeutics
(6) Sidekick Health
(7) NightWare
(8) 이노베이션 생태계
2-4. 건강ㆍ의료 DX 관련 바이오벤처기업 사례 및 최근 동향
1) 액체생검(Liquid Biopsy)
(1) 개요
(2) Foundation Medicine
(3) Guardant Health
(4) 23andMe
(5) GRAIL
(6) Freenome
(7) Thrive Early Detection
(8) 이노베이션 생태계
2) AI 의료기기
(1) 개요
(2) Arterys
(3) Digital Diagnostics
(4) Paige
(5) Butterfly Network
(6) Sight Diagnostics
(7) Babylon health
(8) 이노베이션 생태계
3) 웨어러블ㆍ내장형 디바이스
(1) 개요
(2) Abbott
(3) Fitbit
(4) Oura Health
(5) Donisi Health
(6) MindMaze
(7) Iota Biosciences
(8) 이노베이션 생태계
4) AIㆍ자동화 플랫폼
(1) 개요
(2) Ginkgo Bioworks
(3) Berkeley Lights
(4) Exscientia
(5) Recursion Pharmaceuticals
(6) 이노베이션 생태계
5) 차세대 시퀀서(Long-read NGS, 단일세포 전사체 분석)
(1) 개요
(2) 이노베이션 생태계
2-5. 주요국의 바이오벤처 투자 및 창업 동향
1) 미국
2) 유럽
3) 중국
4) 국내 바이오벤처 투자 동향
5) 바이오벤처 글로벌 투자 트렌드
3. 바이오의약 다양화에 따른 차세대 신약개발 비즈니스 전략
3-1. 의약품 시장의 새로운 Modality
1) 요지
2) 개요 및 정의
(1) Modality에 대한 이해
(2) 본 절에서의 기반기술 정의
3) 신규 Modality 도입의 필요성
(1) 신약개발 Modality의 다양화
(2) 임상 성공률을 높이기 위한 Modality와 Biomarker의 융합 전략
3-2. 의약품에 활용되는 Modality 동향
1) 의료용 의약품 시장동향
2) Modality별 개발 파이프라인 수의 연도별 추이
3) Modality별 개발 파이프라인 제약기업 분석
(1) Modality별 의약품 개발성분 수
(2) 의약품 개발 파이프라인 제약기업(Originator)의 국적
(3) 신약개발 제약기업(Originator)의 그룹 분류
4) Modality별 신약개발ㆍ획득ㆍ도입 현황
5) 의약품 개발 파이프라인의 Modality와 적응증
(1) 신약개발 Modality별ㆍ개발 파이프라인의 적응질환 영역
(2) 적응질환 영역별ㆍ개발 파이프라인 Modality 내역
3-3. 의약품 Modality 개발 파이프라인 동향
1) 저분자의약품
2) 항체의약품
3) 핵산의약품
4) 유전자치료
5) 유전자세포치료
6) 세포치료
7) 각 Modality의 향후 트렌드 전망과 과제
(1) 저분자의약품
(2) 항체의약품
(3) 핵산의약품
(4) 유전자치료
(5) 유전자세포치료
(6) 세포치료
(7) 복수 Modality 공통
3-4. 제약기업의 신규 Modality로의 접근
1) Modality별 개발 파이프라인 도입 활동 동향
2) 도입품의 승인ㆍ출시 비율에 관한 조사
(1) Modality별 파이프라인 도입시기와 승인ㆍ출시 수의 비율
(2) 저분자의약품의 기업 분류별 파이프라인 도입 동향
3) 기업 인수에 의해 획득된 파이프라인 분석
(1) 기업 인수를 통해 획득된 파이프라인 수의 전체 트렌드
(2) 신규 Modality의 대규모 기업 인수 동향
3-5. 신종 코로나바이러스 감염증에 대한 신약개발 동향
1) 기업 주도의 백신 및 치료제 연구개발 진전 상황
(1) 백신 시장 현황
(2) COVID-19 백신 및 치료제 연구개발 동향
(3) COVID-19 관련 백신 및 치료제 Modality 분류
2) 백신 개발에서의 mRNA 기술 활용사례 분석
(1) mRNA 의약품 개발의 역사적 배경
(2) Moderna: mRNA-1273
(3) BioNTech: BNT 162
(4) mRNA 백신이 단기간에 실현된 요인
Ⅱ. 헬스ㆍ의료 분야의 DX 기술 전략
1. 고분자 신약
1-1. 개요
1) 정의
2) 개발 의의
1-2. 연구개발 동향
1) 항체의약
2) 재조합단백ㆍ펩타이드 의약
3) 고분자 신약
1-3. 새로운 기술 전개 및 이슈
1) 차세대 항체
2) ADC
3) 저분자화 항체, VHH
4) LassoGraft technology
1-4. 과학 기술적 과제
1) 데이터베이스의 고도화와 in-silico 분석
2) single cell assay 기술에 의한 single cell의 HTP screening
3) 기타 기술 개발 항목
1-5. 주요국별 연구개발 현황 비교
1) 미국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
2) 유럽
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
3) 중국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
4) 일본
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
5) 한국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
2. 중ㆍ저분자 신약
2-1. 개요 및 분야별 포인트
1) 정의
2) 개발 의의
3) 중분자 의약
4) 케미컬 녹다운
5) 핵산 의약ㆍ핵산 표적 의약
2-2. 연구개발 동향
1) 중분자 의약
2) 케미컬 녹다운
3) 핵산 의약ㆍ핵산 표적 의약
2-3. 새로운 기술 전개 및 이슈
1) DNA 코드화 라이브러리(DNA-encoded Library(DEL)
2) 유전자 개변 기술에 의한 천연물의 구조 변환 기술
3) 게놈 마이닝에 의한 미이용 생합성 유전자의 응용
4) 입체 구조 규제 펩타이드 라이브러리
5) PROTAC 제약
6) 오토파지를 유도하는 AUTAC(AUtophagy-TArgeting Chimera) 등
7) 스크리닝에 의한 분자풀 발견
8) 핵산 의약에 의한 스플라이스 제어/mRNA의 발현 상승
9) 각종 콘쥬게이트(conjugates) 기술
10) RNA 편집
11) 한 사람의 환자를 위한 의약품 개발: Milasen
12) 규제 과학에 대한 활발한 논의
2-4. 과학 기술적 과제
1) 딜리버리 기술
2) 안전성 향상을 위한 기초 연구ㆍ기술 개발
3) 핵산 의약 제조
4) DNA, RNA 결합성 분자의 학술적 이해 부족
2-5. 주요국별 연구개발 현황 비교
1) 미국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
2) 유럽
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
3) 중국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
4) 일본
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
5) 한국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
3. 정밀의료 및 게놈의료
3-1. 개요
1) 정밀의료(Precision Medicine)의 개요
(1) 정밀의료의 개념
(2) 정밀의료(Precision Medicine)의 분야 기술 동향
2) 게놈의료의 개요
(1) 정의
(2) 개발 의의
3-2. 연구개발 동향
3-3. 새로운 기술 전개 및 이슈
1) 클라우드 컴퓨팅
2) 롱리드 시퀀스 분석
3) 게놈 시퀀스 시장의 변화
4) 리퀴드 바이옵시
5) Pharmacogenomics
6) ‘N-of-1’ study
7) 주목할 만한 해외 프로젝트
8) 유전체 데이터베이스 gnomAD(Genome Aggregation Database)
9) Genome Aggregation Database(gnomAD)
3-4. 과학 기술적 과제
1) 고형암 이외의 암종에 대한 게놈의료
2) Cancer immunogenomics
3) 체세포 모자이크 변이에 의한 희소질환
4) 심층학습ㆍ기계학습(인공지능)
5) Genotype-Matched Treatment를 정확하게 판단하는 CKDB 정비
6) 환자별 약효를 정확하게 판단하는 Phase 0 Drug screening system 개발
7) 멀티 오믹스 분석
3-5. 주요국별 연구개발 현황 비교
1) 미국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
2) 유럽
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
3) 중국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
4) 일본
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
5) 한국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
4. 재생의료 및 줄기세포치료
4-1. 개요
1) 정의
2) 개발 의의
4-2. 연구개발 동향
4-3. 새로운 기술 전개 및 이슈
1) 고도로 초기화된 인간 다능성 줄기세포의 수립
2) 엑소좀(세포외소포)
3) 다기능 줄기세포 임상시험 동향
4) 법 정비
5) 환자 유래 iPS 세포의 제약 이용
6) 다이렉트 리프로그래밍
7) 오가노이드
8) COVID-19와 간엽계 줄기세포
9) 이종 키메라를 이용하는 장기 재생법
10) 재생의료 제품의 평가
11) Cell and Gene Therapy Catapult(CGT Catapult)
12) 망라적 시그널 셀 분석을 위한 대형 프로젝트
4-4. 과학 기술적 과제
4-5. 주요국별 연구개발 현황 비교
1) 미국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
2) 유럽
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
3) 중국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
4) 일본
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
5) 한국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
5. 유전자치료ㆍ유전자세포치료(CAR-T 등)
5-1. 개요
1) 정의
2) 개발 의의
5-2. 연구개발 동향
5-3. 새로운 기술 전개 및 이슈
5-4. 과학 기술적 과제
5-5. 주요국별 연구개발 현황 비교
1) 미국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
2) 유럽
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
3) 중국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
4) 일본
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
5) 한국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
6. 바이오마커ㆍ액체생검
6-1. 개요
1) 정의
2) 개발 의의
6-2. 연구개발 동향
1) CTC
2) cfDNA, ctDNA
3) miRNA, 엑소좀
4) Tumor-educated blood platelets(TPEs)
6-3. 새로운 기술 전개 및 이슈
1) 암 영역
2) 액체생검의 암 이외에 대한 전개
3) 프로테옴 분석
4) 메타볼롬 분석
5) 페놈 분석
6) 의료용 화상을 사용하는 바이오마커 탐색
7) 미국의 All of Us 계획
8) CARDIoGRAMplusC4D consortium
9) CIRCULATE-Japan
10) Immunophenotyping Assessment in a COVID-19 Cohort(IMPACC)
6-4. 과학 기술적 과제
6-5. 주요국별 연구개발 현황 비교
1) 미국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
2) 유럽
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
3) 중국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
4) 일본
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
5) 한국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
Ⅲ. 바이오헬스 산업의 연구 및 기술개발 전략 분석
1. 바이오헬스 분야의 바이오테크놀로지 기반 기술
1-1. 감염증(항균제, 항바이러스제, 백신 등)
1) 개요
(1) 정의
(2) 개발 의의
2) 연구개발 동향
(1) 치료 기술 개발(항균제, 항바이러스제 등)
(2) 예방 기술 개발(백신 등)
3) 새로운 기술 전개 및 이슈
(1) 유전자 재조합 파지에 의한 파지 테라피
(2) 파지에 의한 장내 세균총 개변
(3) Virome 연구
(4) 파지에 대한 방어 시스템
(5) 항바이러스 치료제 개발
(6) 약제 내성균(AMR) 액션 펀드
4) 과학 기술적 과제
5) 주요국별 연구개발 현황 비교
(1) 미국
(2) 유럽
(3) 중국
(4) 일본
(5) 한국
1-2. 면역 과학
1) 개요
(1) 정의
(2) 개발 의의
2) 연구개발 동향
3) 새로운 기술 전개 및 이슈
4) 과학 기술적 과제
5) 주요국별 연구개발 현황 비교
(1) 미국
(2) 유럽
(3) 중국
(4) 일본
(5) 한국
1-3. 유전자 발현 기구(RNA, 에피게놈, 크로마틴)
1) 개요
(1) 정의
(2) 개발 의의
2) 연구개발 동향
(1) 에피게놈
(2) RNA
3) 새로운 기술 전개 및 이슈
(1) RNA-단백질 복합체
(2) 단일세포 멀티 오믹스 기술
(3) 미국 10x Genomics
(4) 크로마틴 고차 구조 분석
(5) 액체-액체 상분리 현상(LLPS: liquid-liquid phase separation)
(6) CRISPR/Cas9
(7) RNA 관련 제약
(8) 미국 4D nucleome project
(9) 미국 ENCODE 프로젝트
(10) 유럽 metaRNA 네트워크
(11) 유럽 EXPERT 프로젝트
(12) 중국 과학원(CAS) Key Laboratory of RNA
(13) 일본 FANTOM6 프로젝트
(14) 신 학술 영역 ‘비코드 RNA 작용 머시너리’
4) 과학 기술적 과제
(1) lncRNA 작용 기구의 전모 해명
(2) RNA에 의한 세포 내 제어 환경 형성에 대한 이해
(3) 단백질 합성 과정에서의 RNA 제어의 복잡성과 정밀성에 대한 이해
5) 주요국별 연구개발 현황 비교
(1) 미국
(2) 유럽
(3) 중국
(4) 일본
(5) 한국
1-4. 세포외 미립자ㆍ세포외소포
1) 개요
(1) 정의
(2) 개발 의의
(3) 외인성 미립자
(4) 내인성 미립자
2) 연구개발 동향
(1) 외인성 미립자
(2) 세포외소포(EVs, 엑소좀)
(3) 내인성 미립자(MVs)
3) 새로운 기술 전개 및 이슈
(1) 외인성 미립자(PM2.5 등)
(2) 내인성 미립자
(3) 주목할 만한 해외 프로젝트
4) 과학 기술적 과제
(1) 외인성 미립자(PM2.5 등)
(2) 내인성 미립자
5) 주요국별 연구개발 현황 비교
(1) 미국
(2) 유럽
(3) 중국
(4) 일본
(5) 한국
(6) 그 밖의 국가ㆍ지역
1-5. 단일세포 오믹스
1) 개요
(1) 정의
(2) 개발 의의
2) 연구개발 동향
(1) 단일세포 전사체 분석 기술
(2) 단일세포 전사체와 정보 기술
(3) 단일세포 전사체 분석과 세포 계보 계측법
(4) 단일세포 전사체와 다른 정보를 통합한 공간적(공간 발현 패턴) 분석
(5) 에피게놈ㆍ유전자 제어 관계의 분석에 대한 응용
3) 새로운 기술 전개 및 이슈
(1) 다검체 계측 장치로서의 단일세포 RNA-seq
(2) in situ sequencingㆍ세포ㆍ조직 속 유전자 발현의 직접 대규모 분석법
(3) 다계층 오믹스의 싱글 셀 수준에서의 통합
(4) 10x Genomics의 Chromium 시스템
(5) 데이터 분석 파이프라인 및 소프트웨어 확충
(6) 주목할 만한 해외 프로젝트
4) 과학 기술적 과제
(1) 다양한 분자의 단일세포 오믹스 계측
(2) 실시간 단일세포 계측
(3) DNA 시퀀서 개발
(4) 단일세포 계보 추적법의 개선과 AI에 의한 생물학적 데이터 분석
(5) 고체 전 세포 분석에 의한 장기 연관 분석
(6) 싱글 셀 오믹스 분석의 임상 응용
5) 주요국별 연구개발 현황 비교
(1) 미국
(2) 유럽
(3) 중국
(4) 일본
(5) 한국
1-6. 화학생물학(Chemical Biology)
1) 개요
(1) 정의
(2) 개발 의의
2) 연구개발 동향
(1) 생물활성화합물의 화학생물학
(2) 화학유전학
3) 새로운 기술 전개 및 이슈
(1) 공유결합 억제제
(2) 프로틴 녹다운 제약
(3) RaPID 시스템에 의한 특수 환상 펩타이드 제약
(4) 화학유전학
(5) DREADD
(6) 화학 유도 이량화법
4) 과학 기술적 과제
(1) 공유결합 억제제
(2) 프로틴 녹다운 제약
(3) 펩타이드 리간드의 저분자화 기술
(4) 화학유전학
5) 주요국별 연구개발 현황 비교
(1) 미국
(2) 유럽
(3) 중국
(4) 일본
(5) 한국
2. 바이오메디컬ㆍ생명과학 분야의 주요 AI×바이오 기술 전략
2-1. 이미지 데이터
1) 의료용 화상(의료ㆍ의학)
(1) 질환 위험도 검출 및 예측
(2) fMRI 등 뇌의 활동 계측
2) 이미징 데이터(생명과학)
(1) 전자현미경
(2) 광학 현미경
2-2. 분자ㆍ화합물 데이터(인실리코 신약개발)
1) 분자 인포매틱스
2) 단백질 3차원 구조예측
3) 약의 독성ㆍ부작용 예측
2-3. 게놈ㆍ오믹스 데이터
1) 게놈 SNPs 등의 해석
2) 표현형(phenotype) 계층화
3) 질환 위험도 예측
4) 질환 계층화(예후 예측)
2022-01-03 오후 3:02:06, 조회수 : 541
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