수혈학이 진보함에 따라 점차로 현행의 수혈시스템이 갖고 있는 문제점들이 표면화되고 있다. 혈액 제공자로부터의 경제적인 수집과 번잡한 혈액형 검사, 혈액보존의 한계(4oC, 3∼6주), AIDS, 매독, 간염 등의 바이러스 감염, 또한 최근 문제되고 있는 영국의 크루츠펠트 야곱(Creutzfeldt-Jakob)병의 수혈로 인한 감염가능성 등의 문제점들이 있다. 따라서, 최근에는 자기혈수혈(auto transfusion)이나 조혈인자인 에리트로포이에틴(EPO; Erythropoietin) 투여에 의한 적혈구증식 방법이 시도되고 있다.
혈액의 가장 중요한 역할은 산소의 운반이다. 산소는 적혈구 내에 존재하는 헤모글로빈(Hb)이라는 수용성 단백질에 결합되어 운반되는데, 헤모글로빈 분자는 4개의 sub unit으로 구성되며, 헤모글로빈 1분자는 4개의 산소분자를 운반할 수 있다.
인공혈액은 인간의 적혈구를 대신하여 혈관을 통하여 인체의 각 조직에 산소를 운반해 주는 용액이라 말할 수 있다. 재해나 사고와 같은 긴급한 상황의 경우, 언제 어디서나 혈액형에 관계없이 필요량을 충분히 공급할 수 있는 안전한 적혈구 대체물(인공혈액)은, 필요성과 이점이 매우 커서, 사회적으로도 도입 의미가 매우 크다고 할 수 있다.
이러한 적혈구 대체물에 요구되는 성능으로서는 적혈구에 비해 손색이 없는 산소 운반력, 일정한 콜로이드 삼투압의 유지(20∼30 Torr), 장시간의 혈중 체류시간(12시간 이상), 그리고 재료성분에 독성이 낮아서 대량 투여시에도 체내대사 및 배출이 보증될 것, 장기보존이 용이할 것(실온에서 1주일, 저온에서 1년 이상) 등이 있다.
인공혈액의 발전
혈액은 성인체중의 8%, Volume으로 5리터를 표준으로 혈장성분과 혈구성분으로 나누어지는데, 혈장성분은 혈액의 약 55%정도를 차지한다. 이것을 화학적으로 구분하면 91%의 수분, 7%의 단백질, 그밖에 당질, 지질 등으로 이루어져 있다. 혈액의 45%를 차지하는 혈구 성분은 혈액의 기능 중 가장 중요한 산소를 운반하는 적혈구, 면역을 담당하는 백혈구와 글로블린, 혈액을 응고시키는 혈소판 및 혈액응고인자, 영양분을
인공혈액은 이러한 혈액성분의 기능을 담당하는 대체물을 총칭하며, 인공혈액 개발의 궁극적 목적은 인간 혈액의 모든 기능을 대신할 수 있는 대체물을 개발하는 것이다. 현재, 인공혈액 개발의 주류는 인공적혈구이다. 인공적혈구는 기한이 지난 인간의 혈액으로부터 추출한 헤모글로빈을 이용하는 것과, 소의 혈액으로부터 추출한 헤모글로빈을 이용하는 것, 유전자 조작 헤모글로빈을 이용하는 것 등이 있다.
각각의 방법은 헤모글로빈의 콜로이드 용액 형태와 리포좀 형태 등 다양한 접근방법이 진행되고 있다. 그러나, 인공혈액의 보급에는 안전성의 확인 및 코스트 다운 등의 문제가 가장 큰 걸림돌로 작용하고 있다.
혈액에 대한 과학적 이해는 Harvey가 1611년에 혈액의 순환을 관찰한 이래 발전을 거듭하여, 수혈이 안전한 의료기술로써 정착된 것은 혈액형의 발견(Landsteiner, 1900년)과 항응고제를 이용한 혈액보존법이 확립(Loutit, 1941년)된 이후이다. 제2차 세계대전 때 수혈이 일반 의료기술로서 널리 이용되어짐에 따라 혈액 검사법과 수혈방법이 명확하게 규정되어져, 혈액은행이 설립되고 수혈용 혈액이 상비되게 되면서 의료기술 진
1960년대 후반, 스트로마 프리 헤모글로빈(SFHb; stroma free hemoglobin)을 정제하는 기술이 발전됨에 따라 SFHb을 그대로 산소운반체로 이용하려는 시도가 있었다. 그러나 SFHb 자체로는 산소친화도가 높아 효과적으로 조직에 산소를 운반하지 못할 뿐 아니라, 헤모글로빈의 tetramer가 dimerization 함으로써 급속한 체외배출, 유리된 철이온 등에 의한 신장 등에 대한 장기 손상이 발견됨으로써, 이후부터는 헤모글로빈 화학적 변형(modify) 방법이연구되기 시작하였다.
한편, 퍼플루로카본(Perfluorocarbon)을 Emusion한 용액을 인공혈액으로 이용하려는 연구도 활발히 진행되었다. 이 화합물은 높은 산소분압에서 물리적으로 많은 양의 산소를 운반할 수 있는 성질을 가지고 있지만, 계면활성제의 사용과 헤모글로빈에 비하여 낮은 산소 운반력을 갖는 약점이 있다.
현재 많은 회사들이 여러 방법으로 헤모글로빈을 수식하여 산소운반체로 이용하려는 연구를 진행하고 있다. 그러나, 경제적 문제 및 구조적 장점 등을 고려할 때, 노스필드(Northfield)사의 헤모글로빈 분자간 가교형, 엔존(Enzon)사의 고분자 결합형 등이 유망하다고 보여진다. 앞으로 인공혈액 연구는 이러한 헤모글로빈 변형(modify) 방법을 중심으로 발전해 갈 것으로 여겨진다.
시장의 특성
인공혈액은 기술 및 지식 집약적이어서 핵심기술 의존도가 높은 고부가가치사업으로 아직까지 연구개발 단계에 있으며, 주목받는 첨단사업으로 향후 높은 성장성이 예상되고 있다.
또한, 제품에서의 핵심기술의 비중이 높아 시장선점 효과가 크며 모방전략이 적합하지 않은 사업이다.
인공혈액과 같은 바이오사업은 연구개발에 소요되는 시간이 길고, 개발 및 임상시험을 위해 상당한 비용이 투입되어야 하는 반면, 그 성공 가능성은 매우 낮기 때문에 사업전개도 장기적인 관점에서 이루어져야 한다.
인공혈액은 아직까지 연구개발 단계에 있어 해결해야 할 기술적 난제들이 많으며, 사업 진행이 하나의 획기적인 신제품 개발에서 그치는 것이 아니라, 기술 축적을 통해 지속적인 기술적 업그레이드 및 제품 개발을 해야 하는 사업으로 장기적이면서도 계획적인 투자가 요구되어 지고 있다.
즉, 인공혈액과 같은 바이오사업은 하이테크 기술이면서 기술개발에 성공하게 되면 높은 독점적 수익이 보장되지만, 반면에 그 만큼 위험성이 크고 막대한 자금을 장기간에 필요로 하는 경우가 많기 때문에, 많은 기업들이 쉽게 기술개발 및 시장진입을 추진할 수 없는 특징이 있다.
시장환경 분석
□ 헌혈량 감소
대부분의 국가에서 혈액의 수요가 공급을 초과하고 있다. 세계 2차대전 전후에는 헌혈이 시민의 의무라는 의식이 있었으나, 현재는 전후 세대가 사회의 주류를 이루면서 개인주의 영향으로 헌혈이 점점 감소하는 추세에 있다. 또한, 경제적 발전과 함께 각국에서는 노령 인구가 증가되었고, 의료기술이 발전됨으로써 보다 복잡한 수술이 증가되어 혈액 수요가 늘어나게 되었다. 한편, 2001년 9월 이후에는 유럽의 광우병에 대한 전염 위험으로 인하여 1980년 이후로 영국에 3개월서 이상 혹은 유럽에서 6개월 이상 거주한 자는 헌혈에서 제외시키고 있다.
따라서, 혈액 공급이 부족한 상황하에서, 헌혈 제공자로부터의 바이러스 감염 염려가 없이, 응급출혈 시에, 또는 외과적 수술시에 혈관 내 볼륨을 유지하면서 산소를 운반해줄 수 있는 적혈구 대체물(인공혈액)의 필요성은 점점 증대되어지고 있다.
□ 임상시험 요구
우리나라는 1995년 10월부터 의약품임상시험관리기준을 시행하면서 임상시험 결과를 신규 의약품 평가에 있어 중요한 자료로 활용하고 있다. 임상시험은 신약개발의 최종단계로서 인체에 대한 신약의 안전성·유효성을 확인·증명하는 시험이다. 의약 임상시험은 우수한 신규 의약제품을 개발하기 위한 불가분의 절차로서, 과학적인 타당성·정확성과 신뢰성을 확보하여 환자의 안전을 보호하기 위한 것
정부는 새로운 의료 관련 임상시험 체계를 정비하고 국내개발 제품 및 외국도입 제품의 안전성·유효성 관리를 제고하기 위하여, 국제적인 수준의 임상시험 규정을 마련하였다. 또한, 외국에서 개발·허가되어 3년이 경과되지 아니한 신규 제품 및 개발국 이외의 사용국이 없는 신규 제품은 인종차이로 인한 위해 가능성 여부를 배제하고자, 국내 임상시험 실시후 허가하는 제도를 실시하고 있다.
따라서 의료 관련 제품의 사업화는 제품개발 1∼3년, 전임상 2∼3년, 임상시험 Ⅰ·Ⅱ·Ⅲ단계 5년, 허가 및 등록 1∼2년 등 많은 시간과 개발비용을 필요로 하고 있어, 개발기업에게는 사업화 추진을 어렵게 하고 있다.
□ 정부의 약가 인하 정책
우리나라의 의료보험 재정은 당초 예상보다 큰 적자를 보이고 있다. 정부는 건강보험 재정의 적자확대에 따라 보험약가 인하, 최저실거래제도, 참조가격제 등을 2003년부터 시행할 예정이다. 이 제도는 결국 의료 제품의 사용을 통제하고 약가를 인하시키게 됨으로써 의료 관련 기업들의 수익성에 부정적인 영향을 미치게 될 것으로 보인다.
한국적십자사가 수혈용으로 병원에 공급하고 있는 혈액 가격은 400㎖ 1 Unit에 24,640원 정도이고, 현재 개발중인 인공혈액의 가격은 1 Unit당 300∼1,000달러까지로 예상되고 있다. 따라서, 인공혈액의 가격은 사업화 추진에 있어 비 기술적인 측면에서 가장 큰 문제점으로 지적될 수 있으며, 정부의 약가 인하정책은 인공혈액의 사업화에 더 한층 부정적인 영향을 미치게 될 것으로 예상되고 있다.
기회요인 및 위협요인 분석
기회요인
외과수술, 전쟁, 재난 등으로 인한 혈액의 수요량에 비해 세계적으로 해마다 1∼2억 유니트(약 4,500∼9,000만리터)의 혈액이 부족한 상태다. 미국의 경우도 연간 약 1%의 헌혈이 감소하여 혈액 부족 현상이 나타나고 있다.
매년 줄어드는 헌혈자의 수는 혈액 수급 상황을 더욱 어렵게 만들고 있으며, 겨우 6주에 불과한 혈액의 수명도 혈액부족 문제를 가중시키고 있다. 더구나 수혈중 AIDS 등 질병의 감염에 대한 두려움 때문에 헌혈된 피의 수혈을 기피하는 경향까지 나타나고 있다.
따라서, 최근 이에 대한 대안으로써 인공혈액(또는 혈액대체물)의 개발이 이루어지고 있다.
우리나라의 혈액공급은 매년 크게 증가되어, 1981년 연간 48만명이던 헌혈자는 1986년 81만명, 1995년 200만명, 1998년 252만명으로 국민 헌혈율이 5.4%에 이르게 되었다.
따라서, 국내에서 소요되는 수혈용 혈액은 국내 헌혈혈액으로 공급되고 있으나, 의약품 제조용으로 사용되는 혈장은 아직도 외국에서 수입하고 있다. 또한, 매년 7∼8%씩 꾸준히 성장하였던 헌혈자 수는 단체헌혈 자원이 감소되면서 1999년도에 처음으로 감소(0.8%)하는 현상이 나타나게 되었다.
최근, 각종 장기이식이 활발해지고 백혈병 등의 혈액종양과 암 같은 질병의 치료가 적극적이고 보편화되면서, 국내에서도 혈액 수요는 계속적으로 증가되었다. 우리나라는 최근 5년간 혈액수요가 평균 7%씩 증가하고 있고, 21.6%(약 1,500만달러)의 혈액이 부족하여 이를 수입하고 있다.
따라서, 외과수술 등에 필요한 혈액 공급이 지속적으로 부족하고, 전쟁, 재난 등의 위급시 급박한 혈액 공급 등을 고려할 때, 우리나라에서도 인공혈액의 개발 필요성이 제기되고 있다.
위협요인
인공혈액은 혈액형에 구애받지 않고 사용할 수 있고, 오랜 기간 동안 보관할 수 있으며(보통 혈액 4∼6주, 인공혈액 2년), 바이러스 감염의 염려도 없는 장점이 있다.
그러나, 혈구세포가 없는 인공혈액은 효소가 없기 때문에 빠져나간 헴 분자에 의해 신체가 산화적 손상을 입을 위험이 있다든가, 혈구세포가 없는 헤모글로빈을 사용함으로써 혈압이 상승한다든가, 순환계에서의 짧은 반감기, 생체 적합성 문제 등 몇가지의 문제점도 갖고 있다.
또한, 인공혈액의 안전성에 대한 일반인들로부터의 인식 확보, 수혈에 비해 3∼10배 이상 비쌀 것으로 예상되는 인공혈액의 생산 코스트 다운 문제도 인공혈액의 보급을 위해서는 해결해야 할 중요한 과제이다.
따라서 혈액을 인공혈액이 대체하기까지는 더 많은 연구가 필요하고, 인공혈액에 대한 연구개발은 산소를 운반하는 인공적혈구, 혈액응고를 돕는 인공혈소판, 감염을 막는 인공면역체의 개발 등 3개분야에서 진행되고 있다. 그중 인공 적혈구에 대한 연구가 가장 활발하게 추진되고 있다.
적혈구를 대체할 수 있는 인공 산소운반체의 개발은, 현재까지 퍼플루로 계통(perfluorochemical), 인공 헤모글로빈(hemoglobin based artificial oxygen carrier), 합성 헴 등 여러 종류의 적혈구대체물에 대한 연구가 진행되고 있다. 이중에서 인공 헤모글로빈, 특히 무세포성(acellular) 헤모글로빈 유도체가 가장 각광을 받고 있다.
국내외 시장동향 분석
(1) 시장규모
헤모글로빈계의 적혈구 대체물(인공혈액)은 뛰어난 산소 운반능력과 용액물성 등으로 인해 조만간 임상사용이 가능할 것으로 여겨진다.
많은 임상시험에서 독성과 면역원이 없음이 확인되었으며, 작은 부작용인 일시적인 혈압상승은 역으로 심근경색, 폐혈증, 신장투석 등의 저혈압 치료제로의 사용도 검토되고 있다.
또한 암세포의 산소농도를 높여서 치료효과를 높이는 암 방사선치료 보조제로의 임상시험이 이루어지고 있는 등, 단순한 산소운반체로서 뿐만 아니라 여러가지 기능을 가진 혈장 증량제로서 평가가 이루어지고 있는 중이다.
세계 수혈 공급량과 수요량은 정확히 파악되지 않고 있지만, 미국의 경우(0.05Units/person/year)를 기준으로 하여 추산해 보면, 세계인구 60억명이 1년에 2,930백만 Unit의 혈액을 필요로 하는데 비하여, 공급량은 약 90백만 Unit정도로 추산되므로, 연간 20,000만 Unit정도(한국 1유니트는 400∼500㎖)의 혈액이 부족한 상황이다.
의료기술의 발달로 인해 수술 시에 사용되는 수혈량의 감소와 혈액보관 기술의 발달에도 불구하고, 북미만을 기준으로 2000년에 약 13백만 Unit의 적혈구가 수혈되었다. American Red Cross에 의하면 2000년도 혈액 수요는 4.3% 증가한 반면, 공급은 2.8% 증가에 그치고 있어, 앞으로도 혈액수급의 불균형은 더 커질 것으로 예상되고 있다.
미국의 주요 혈액시장 공급원은 America's Blood Centers, American Red Cross, Hospital blood bank 등으로 이루어져 있다. 미국에서만 매년 400만명의 환자가 심장병, 암, 백혈병, 혹은 다른 병으로 인해 기본적으로 수혈을 필요로 하고 있고, 매일 40,000 units의 적혈구가 필요되고 있다.
미국의 경우, 연간 1,300만 Unit의 수혈되는 적혈구 중에서 60%가 수술중의 Acute Anemia(출혈로 인해 헤모글로빈 농도가 급속히 낮은 경우)에 사용되고 있으며, 그 중에서 50% 정도가 심장(Cardiac)관련 수술이고, 정형외과(Orthopedic) 수술은 전체의 약 15%정도로 추산되고 있다.
현재 개발중에 있는 인공혈액 제품들은 여러가지 적응증을 대상으로 임상시험 중에 있지만, 그 중에서도 심장수술시의 수혈이 가장 큰 시장이며, 이를 대상으로 하는 제품으로는 Alliance사의 'Oxygent'와 Hemosol사의 'Hemolink'가 현재 임상시험 중이다.
인공혈액은 미국에서 실용화가 추진되고 있는 상황으로 앞으로 2∼3년내에 시판이 가능할 것으로 보이며, 현재 시장은 형성되어 있지 않다고 볼 수 있다. 인공혈액은 현재의 혈액제제중 적혈구제제를 대체할 것으로 보인다. 그러나 일반적으로 인공혈액은 수 10시간의 반감기 밖에 갖지 못하기 때문에 재생불량성 빈혈치료 등에는 사용할 수 없어, 주요 용도는 외상 및 심장수술시의 응급수혈용 적혈구 대체제 용도가 가장 많을 것으로 보이고, 기타 군사용, 교통사고 응급수혈 용도, 뇌졸중·패혈증·빈혈 등의 치료약 용도, 항암 보조 치료제 용도, 인공심장의 순환액, 장기 이식시의 장기보존용 용액으로서의 용도 등도 주목받고 있어, 그 가치는 매우 클 것으로 예상되고 있다.
전세계적인 수혈시장의 크기는 대략 년간 50∼120억달러로 추산되고 있으며, 이것을 광의의 인공혈액에 대한 잠재적 시장규모라고 할 수 있다.
한편, 미국의 인공혈액에 대한 광의의 잠재 시장규모는, 미국에서 매일 40,000 units의 적혈구가 필요되고 있고, 인공혈액 unit 당 가격을 300달러로 계산하면, 43억달러 정도가 되는 것으로 추산된다.
한편, 동물수혈 시장규모는 세계적으로 1억달러 이하가 될 것으로 추산되고 있으며, 미국의 Biopure사는 1998년 동물 수혈용 인공혈액인 'Oxyglobin'을 시판하기 시작하였고, 최근 수요가 빠르게 증가되고 있다.
(2) 가격
2001년초 미국의 병원들이 American Red Cross에 지불한 혈액(적혈구) 1 Uinit당 평균가격은 130달러였고, 이는 1985년에 비해 42.40달러가 인상된 것이다.
그러나, 혈액 가격은 혈액부족 현상으로 계속 인상될 것으로 예상되며, American Red Cross는 지난 10년간 병원 납품 혈액가격이 혈액 모집원가에도 미치지 못하여 3억달러 이상의 적자를 나타내었다.
그리고 현재의 Unit당 평균 130달러인 가격은 조만간 170달러까지 인상될 것으로 예상되고 있다.
현재 개발중인 적혈구대체물(인공혈액)의 예상가격은 1 Unit당 300∼1,000달러까지로 예상되고 있으며, 이는 수혈용 적혈구에 비해 매우 높은 가격이다. 그러나 개발회사들은 신제품 1 Unit이 기존 수혈혈액 2∼3 Unit분을 Cover할 수 있으며, 기술개발에 따라 제품가격도 낮출 수 있을 것으로 예상하고 있다.
한편, 동물 수혈용 인공혈액인 'Oxyglobin'(Biopure사의 제품)의 수요가 최근 빠르게 증가하여 제품 1 Unit당 가격을 130달러로 인상하였으며, 이는 기존 동물 수혈용 혈액의 2배에 달하는 가격이다.
(3) 업체동향
세계적으로 인공혈액을 개발하고 있는 주요 기업 및 제품으로서는 바이오퓨어(Biopure), 헤모솔(Hemosol), 박스터(Boxter), 노드필드(Northfield), 얼라이언스(Alliance), 헤모젠(Hemogen), 엔존(Enzon), 소마토젠(Somatogen), 일본의 테루모(Terumo), 아지노모토(Ajinomoto) 등이 있다.
이중 사업화 추진에 있어 가장 앞서 있는 기업으로서는 Hemosol의 'HemolinkTM' 제품과 Biopure의 'Hemopure ' 제품 등이 있고, 임상시험이 거의 끝나가고 있는 상황이다.
Hemosol은 인간혈액 유래 헤모글로빈 혈액대체제제인 'HemolinkTM'를 개발하여, 1998년 미국 특허를 취득하였고, 1999년부터 미국·유럽 등에서 페이스 Ⅲ의 임상시험을 진행하고 있다.
Biopure는 소 혈액 유래 헤모글로빈 혈액대체 제품인 'Hemopure'의 안전성과 유효성을 테스트하기 위한 페이스 Ⅲ의 임상시험을 1998년부터 미국에서 진행하고 있으며, 2001년 4월 남아프리카에서 세계 최초로 제품판매 허가를 받았다.
또한, Biopure사는 소 혈액 유래 헤모글로빈을 이용한 동물용 인공혈액인 'Oxyglobin'을 개발하여 미국 식품의약청(FDA)의 판매인가를 받았으며, 1998년부터 시판중이다. 이 제품은 동물수혈 시장을 타겟으로 제품의 순도를 낮추어서 허가를 받은 것이다.
Alliance Pharmaceutical은 심장 바이패스 수술시의 수혈대체물 용도인 인공적혈구(PFC) 'Oxygent'를 개발하여 1998년부터 임상 Ⅲ의 시험을 진행하고 있다.
Baxter는 인공적혈구를 개발하고 있으며, 이것은 사용 기한이 지난 적혈구 농축액으로부터 헤모글로빈을 분해·정제하여 장기보존에 견딜 수 있도록 화학처리한 후 윌스 감염이 발생되지 않도록 가열 처리한 것으로 약 1,000명을 대상으로 임상시험이 최종단계에 와 있다.
Northfield는 헤모글로빈 적혈구 제품인 'PolyHeme'의 임상 Ⅲ상 시험을 1999년말부터 진행하고 있으며, 이 시험은 외상 및 전기 메스를 이용하는 수술시의 수혈 적응 케이스에서 진행하고 있다.
또한, 러시아의 Perftoran은 Ministry of Health of Russian Federation으로부터 1999년 자사개발 인공혈액 제품에 대한 판매 승인을 받았다.
일본
(1) 시장규모
일본은 1980년대까지는 인공혈액 분야에서 선도적으로 제품개발에 나섰으나, 1990년대 이후부터는 주도권이 미국 회사들에게 넘어가게 되었다.
일본에서 적혈구제제의 시장규모는 년간 250억엔 정도이고, 이중 10∼20%가 인공혈액으로 대체 가능한 용도이다.
따라서 일본은 년간 100만 유니트 정도가 인공혈액으로 대체가능하고 인공혈액의 가격을 unit(일본은 200㎖) 당 2만엔으로 계산하면, 인공혈액의 년간 잠재적 시장규모는 200억엔 정도가 될 것으로 추산된다.
일본에서도 인공혈액의 시장은 아직까지 형성되어 있지 않으며, 향후 수년후에나 시장 형성이 가능할 것으로 보인다.
(2) 업체동향
일본에서 인공혈액을 개발하고 있는 주요 기업으로서는 테루모(Terumo), 녹십자(Japan GreenCross), 아지노모토(Ajinomoto) 등이 있고, 전문가로서는 早稻田大學의 土田英俊 교수가 유명하다.
일본의 적혈구대체물(인공혈액)에 대한 연구는 상당히 오래 전부터 시작되었는데, 일본녹십자(Japan GreenCross)사의 PFC계열 제품인 'Fluosol-DA'는 1978년 세계최초로 미국 식품의약청(FDA) 허가를 받아 임상시험을 실시하였다.
Terumo사는 'Neo red cell'이란 제품명으로 급성 출혈성 쇼크나 인공심폐 등의 적응증을 목표로 인공적혈구를 개발하고 있다. 이 제품은 보존기간 경과 적혈구로부터 헤모글로빈을 정제하여 인지질로 캡슐화한 리포좀(Liposome) 제품이다. 현재 전임상 단계를 종료한 것으로 알려져 있다.
Ajinomoto사도 오랜 기간 헤모글로빈계 제품을 연구해오다가 Apex Bio-science사에 기술을 이전을 하였고, 이 제품(PHP)은 현재 미국에서 Phase III 임상시험중에 있다.
早稻田大學의 土田英俊 교수는 소 혈액 유래 헤모글로빈 인공적혈구를 개발하고 있다. 土田英俊 교수의 방식은 복수의 헤모글로빈을 결합시킨 미국 방식과 달리, 헤모글로빈을 지질막으로 봉입함으로써 사이즈를 크게 한 것으로, 이 인공 적혈구를 이용하여 쥐의 혈액의 절반정도를 대체하는 시험을 수행하였으며 효과 및 안전성을 확인하였다.
국내 시장동향 분석
한국적십자의 자료를 통해 우리나라의 혈액 수요를 살펴보면, 1998년 140만 Unit, 1999년 150만 Unit의 적혈구가 수술이나 과도한 혈액 손실시에 수혈되었다. 혈액 성분별 사용량은 전혈(WB; Whole blood)의 사용량은 줄어 들고 있지만, 적혈구(RBCs; Red blood cells)의 사용량은 계속 증가되고 있는 추세이다.
우리나라에서 수혈에 관한 시장은 비영리 재단인 한국적십자사가 헌혈, 스크린, 검사, 성분별 분리·정제, 분배까지 담당하고 있다. 한국적십자사가 수혈용으로 병원에 공급하고 있는 혈액 가격은 400㎖ 1 Unit에 24,640원이며 이는 미국에 비해서는 매우 저렴한 가격이다.
인공혈액의 주요 용도는 응급수혈과 수술용이 가장 크기 때문에, 국내의 심장질환 수술현황을 살펴보면 매년 증가하고 있는 추세에 있다. 이와 같은 심장질환의 증가는 서구화된 식생활, 운동부족, 스트레스 등으로 현대인들에게 증가되는 추세이고 세계적으로도 점점 증가하고 있다.
심장혈관 수술 시에 대략 2.5∼3 Unit 정도의 수혈이 필요하며, 환자 증가율이 매년 14.7%정도라고 한다면, 2002년 국내 심장질환 수술환자는 약 41,700명에 이르게 될 것으로 예상되고, 이에 필요한 혈액은 약 104,000 Unit 정도가 될 것으로 추산된다.
이를 금액으로 계산하면, 우리나라의 인공혈액에 대한 잠재적 시장규모는 년간 약 370억원 정도로 추산된다.
그러나, 인공혈액의 시장은 세계적으로도 아직 형성되어 있지 않으며, 국내에서도 형성되어 있지 않다.
세계 시장에서는 2005년경부터 시판이 가능할 것으로 전망되고, 우리나라가 해외 제품을 수입·판매하는 경우는 2007년 이후에 시판이 가능할 것으로 보이고, 국내 자체개발 인공혈액 제품은 향후 10년 이상의 기간이 지나야 시판이 가능할 것으로 보인다.
업체동향
우리나라의 인공혈액 연구개발 기관 및 기업으로서는 한국과학기술원 생명과학과 변시명 교수, 선바이오(주) 등이 언급될 수 있다.
한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 변시명 교수는 적혈구 표면에 PEG를 도입하여 혈액형에 관계없이 사용 가능한 인공적혈구를 연구하고 있다.
바이오벤처 기업인 선바이오(주)는 Bovine 헤모글로빈 표면에 PEG을 결합시켜 항암·방사선치료 보조제, 뇌졸중 치료제 등으로의 개발을 하고 있다. 전임상단계에 있는 선바이오의 인공혈액은 PEG-헤모글로빈을 주성분으로 하는 산소운반체이며, PEG-헤모글로빈은 과다출혈 등의 응급상황 시 혈액형에 관계없이 즉시 수혈할 수 있는 물질로서 현재 사용되고 있는 헌혈액을 대체할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 선
수요예측
인공혈액은 몇몇 제품이 미국 식품의약청(FDA)에 승인을 요청해 놓고 있는 상태로, 인체에 특별한 문제가 없는 것으로 판명된다면, 세계 시장에서 시판은 2005년 정도부터 이루어지기 시작할 것으로 전망되고 있다.
국내에서는 벤처기업인 선바이오(주)가 인공혈액을 개발하고 있는 중으로 기술개발을 완료하고 임상시험 Ⅰ·Ⅱ·Ⅲ상을 완료하기까지는 적어도 10년 이상이 소요될 것으로 예상되고 있다.
따라서 순수 국내기술에 의한 인공혈액의 사업화는 적어도 10년 이상이 소요될 것으로 예상된다.
만약, 해외에서 승인된 인공혈액 제품을 수입하여 판매하는 경우에도, 우리나라 정부는 임상 Ⅲ상을 수행하도록 요구하고 있으며, 이에는 2년 정도의 시간이 소요되므로, 국내에서 인공혈액의 판매는 빠르게 잡아도 2007년 이후에나 가능할 것으로 예상된다.
따라서 혈액의 수요가 가장 많아 인공혈액 개발업체들이 1차 타겟으로 하고 있는 심장혈관 질환 수술환자수로 시장형성이 가능할 것으로 보이는 2007년의 국내 필요 혈액량을 추정하고, 이러한 필요량중 1∼2% 정도가 인공혈액으로 대체 가능할 것으로 계산하면, 2007년 10억원 전후의 시장규모 형성이 가능할 것으로 보인다. 2009년에는 국내 필요 혈액량중 10% 정도가 인공혈액으로 대체 가능하다고 보면, 100억원 전후
SWOT 분석
개발중인 적혈구 대체물(인공혈액)의 강점으로는 기존에 출시된 제품이 전혀 없는 신제품으로, 먼저 어떤 제품이 시장에 나온다면 선점의 효과를 노릴 수 있을 것으로 보인다. 또한, 수혈용 혈액에 비하여 보존기간이 길고, 혈액형에 상관없이 사용할 수 있고, AIDS나 간염 등의 바이러스 감염 위험으로부터의 해방 등 여러가지 장점을 가지고 있다.
기회요인으로는 기존 혈액의 수요·공급이 점점 불균형화 경향을 나타내고 있고, 인공혈액의 수요가 가장 많아서 1차 타겟으로 하고 있는 심장혈관 질환 수술 환자수가 서구화된 식생활 등으로 증대 경향에 있다. 또한, 적혈구 대체물이 현재는 1∼2가지의 적응증을 대상으로 하고 있지만, 일단 어느 분야에서든 판매 허가를 받게 되면 향후 여타 분야에서의 적응증 확대 가능성은 매우 높아지게 된다. 그리고, 이는 시장확대로 연계되게 된다.
약점으로는 아직까지 좁은 적응증 문제, 짧은 체내 체류시간 문제, 기존 수혈혈액에 비하여 너무 높은 가격 문제, 일반인 및 의사들의 인식부족 문제 등이 있다.
위협요인으로는 수혈시장을 독점적으로 관리하고 있는 적십자와의 문제, 정부의 약가 인하정책에 반하여 높은 인공혈액의 가격문제, 수술전 적혈구 세포강화 호르몬 치료나 혈장증량제 등 대체 방법의 동향 등이 있다.
사업화 전략
적혈구 대체물(인공혈액) 개발은 최근에 많은 진전을 보여 실제 임상사용에 거의 근접해 가고 있다. 그러나, 적혈구 대체물이 우선적으로 개선해야 할 문제점으로는, 높은 가격, 짧은 체내 체류시간, 그리고 기존의 수혈용 혈액과 적어도 동등하게 안전하다는 증거가 부족하다는 것이다.
이를 위해서 다음과 같은 면에서의 보완이 필요할 것으로 보인다.
① 효율향상 : Bovine 헤모글로빈은 공급원이 풍부하고 산소 친화도에도 장점이 있지만, 동물 병원균으로부터의 감염 염려가 있다. 이에 대한 안전성 증거 확보가 필요하며, Human 헤모글로빈 계의 경우 생산효율이 50% 이하로 가격에 어려움이 있으므로 헤모글로빈 정제 효율의 향상이 필요하다.
② 혈관수축, 소화기관 통증 등의 부작용 개선 : 보다 명확한 체내 산소운반 메카니즘 해명이 필요하고 이를 바탕으로 안전성을 증명하여야 한다.
③ 좀 더 오래 혈중에 체류할 수 있는 방안을 고안하여야 한다. 인공혈액은 체내에서 일주일 정도만 체류할 수 있으면 적정하다고 판단되며, 이러한 체내 체류시간을 증대시킬수 있는 방안으로서는, 고분자 중합 분자량을 늘리기 위해 헤모글로빈을 몇 개씩 붙이거나, PEG을 몇 개씩 붙이는 방식으로 최적화를 추진할 필요가 있다.
④ 저장 수혈용 혈액과 경쟁할 정도의 가격경쟁력이 필요하다. 이와 같이 인공혈액의 가격을 다운시키시 위하여 해외업체들은 소 혈액 유래 헤모글로빈 혈액대체제 개발과 유전자 조작 헤모글로빈 혈액대체제 개발 방안을 시도하고 있다. 그러나 소 혈액 유래 제품은 현재의 기술수준으로서는 코스트를 다운시킬수 있지만 인체 적합성 측면에서의 문제가 있을 수 있고, 유전자 조작 제품은 안전성 측면
따라서, 인공혈액의 코스트를 다운시키기 위해서는 몇가지의 방안이 있을 수 있고 이를 위해서는 추가적인 기술발전이 필요한 상황이다.
또한, 임상 의학자들은 각각의 개발중인 인공혈액 제품들이 어떤 상태에서 최고의 효능을 나타내고 어떤 한계와 부작용을 갖고 있는지에 대한 정확한 이해가 필요하며, 수혈여부는 담당의사들이 결정하므로 의사들에 대한 충분한 제품인식과 함께 병원직판에 주력하는 판매전략이 필요하다.
개발 혹은 판매 회사는 적십자, 혈액은행, 주요 병원 등과의 긴밀한 동반자 관계를 맺는 것도 필요할 것으로 보인다. 또한, 향후 각 제품들은 추가적 적응증 확대를 통해 시장기회 확대를 추구해야 할 것이다.
우리나라의 인공혈액 사업화는 투자규모나 개발단계에서 미국 등과 많은 차이를 보이고 있다.
투자면에서 미국 등 선진국과 경쟁하기는 어려운 실정이므로, 국내에서는 인공적혈구(인공혈액)의 새로운 사용가능성 및 적응분야를 찾아서 치료제 개념 쪽으로 개발한다면 가능성이 더 높을 것으로 보인다.