[KISTEP] 휴먼 마이크로바이옴 Human Microbiome

[휴먼 마이크로바이옴, 신체 다양한 부위의 피부에 존재하는 미생뭎 군집 구조의 차이]

 

 

 

*** 출처: [KISTEP 한국과학기술기획평가원] 휴먼 마이크로바이옴 Human Microbiome - 황은혜, 남영도, 김은정

*** 문서:

KISTEP 기술동향브리프 201803 휴먼 마이크로바이옴.pdf

 

 

 

 

■ 기술의 정의 및 범위

 

 

- 휴먼 마이크로바이옴은 인체에 서식, 공생하는 개체 수준의 세균, 바이러스 그리고 곰팡이 등 모든 미생물 군집과 이들 미생물 군집이 가지는 유전정보 전체로 정의됨

 

- 소화기관, 호흡기, 생식기, 구강, 피부 등 각 부위에 개인의 유전형, 식습관, 생활환경에 따라 세균, 바이러스, 곰팡이 등과 같은 다양한 미생물 군집이 서식

 

- 인체에 서식하는 미생물의 수는 인간 세포 수의 10배, 그 유전자의 총합은 인간 유전자 개수의 100배 이상으로 알려져 있음

 

- 인체에 서식하는 대부분의 미생물은 건강에 해를 끼치지 않는 공생균이며, 일부는 건강에 이로운 대사물질을 생성하거나 병원균을 억제하는 유익균, 그리고 건강에 해를 끼칠 수 있는 병원성을 나타내는 유해균임

 

- 이러한 미생물들은 인간이 섭취한 음식과 인체 대사산물 등을 소화하는 과정에서 대사물질을 생성하고, 미생물들간 상호작용을 통해 인체활동(인체의 섭식, 대사작용, 면역체계, 신경계, 정신건강, 약물 반응성 등)에 다양하게 작용

 

- 인체의 전체 미생물의 95%가 소화기관에 밀집해 있고, 높은 다양성을 가지고 있어 경우에 따라서는 장내 마이크로바이옴(Gut microbiome)을 휴먼 마이크로바이옴이라고 함

 

 

 

 

■ 휴먼 마이크로바이옴 제품·서비스 범위

 

 

 

 

 

 

 

■ 기술동향

 

 

○ 미국, 유럽 등 글로벌 과학기술 강국들은 휴먼 마이크로바이옴의 중요성을 인지하고, 막대한 자금과 인력을 투입하여 대규모 프로젝트를 진행, 그 결과로 휴먼 마이크로바이옴과 인간 질병 및 건강 간의 상관관계가 속속 밝혀지고 있음

 

 

- 휴먼 마이크로바이옴은 소화기관에 가장 밀집해 있어 그간 비만, 당뇨 등 다양한 대사질환과 이들의 관계성에 대한 연구가 많이 진행됨

 

- 대사질환 뿐 아니라 자폐증, 다발성 경화증, 우울증, 알츠하이머병과 같은 신경계 질환의 발생과도 연관이 있음이 보고됨

 

- 거주환경과 섭취음식에 따라 장내 미생물의 구성 및 다양성이 달라지는 것이 보고되었고, 건강한 사람일수록 다양한 장내 미생물을 갖고 있음이 밝혀 짐

 

 

 

○ 마이크로바이옴은 현대의 난제 중 하나인 ‘항생제 내성’을 해결할 유망 연구분야로 주목받고 있음

 

 

- 항생제 사용으로 인해 장내 마이크로바이옴의 정상 구성이 파괴돼 발생하는 CDI(Clostridium difficile infection)는 미국의 경우 매년 50만 건 이상이 발생하고 연 29,000여명의 사망자가 발생하는 것으로 알려졌으며 이에 대한 시장 규모는 최대 3.5억 달러로 추정

 

 

 

○ 장내 마이크로바이옴은 질병예방·진단을 위한 바이오마커로서 주목을 받아, 마이크로바이옴을 활용한 사전진단 및 건강관리 등 헬스케어 기술개발 연구가 활발

 

 

○ 국내에서는 2014년 이후 정부R&D로 수행되는 마이크로바이옴 관련 연구 증가

 

 

 

■ 산업동향

 

 

○ 글로벌 휴먼 마이크로바이옴 시장규모는 고속으로 성장할 전망. 기능성제품 외에도 휴먼 마이크로바이옴을 활용한 치료, 진단 시장이 본격화 될 것으로 전망되는 가운데, 치료제 시장의 가장 빠른 성장이 예측됨

 

 

○ 우리나라는 마이크로바이옴 시장이 본격적으로 형성되진 않았으나, 프로바이오틱스로 대표되는 질환 개선이나 건강 증진을 위한 건강기능식품 등이 출시

 

 

 

■ 정책동향

 

 

○ 2016년에 미국 오바마 2기 정부의 마지막 대형 연구 프로젝트로 국가 마이크로바이옴 이니셔티브(National Microbiome Initiative : NMI) 계획을 발표하고 2017년부터 2년간 추진

 

 

○ 유럽연합은 2008년 MetaHIT (Metagenomics of the Human Intestinal Tract) 프로젝트를 추진하고, 이를 토대로 2011년부터 IHMS (International Human Microbiome Standards)를 계획하여 추진

 

 

○ OECD 과학기술정책위원회(Committee for Science and Technology Policy : CSTP)의 바이오나노융합기술분과(Working Party on Biotechnology, Nanotechnology and Converging Technology : BNCT)에서는 마이크로바이옴 분야의 기술혁신을 위한 정책 수립을 진행 중

 

 

○ 우리나라는 2011년부터 국제 휴먼마이크로바이옴 컨소시움(International Human Microbiome Consortium : IHMC)에 참여하고 있으나 최근까지 정부 주도의 육성·지원 정책이 부족

 

 

○ 과기정통부 등 관계부처 합동으로 2017년 9월에 수립한 ‘제3차 생명공학육성 기본계획 : 바이오경제 혁신전략 2025’에서 미래 유망기술분야로 마이크로바이옴을 선정

 

 

○ 향후 신산업(시장) 창출 기회가 많은 마이크로바이옴 분야에 대한 연구개발 및 관련 산업육성을 위한 부처의 추가적인 정책들이 마련될 것으로 기대