바이오인

 

Bioin스페셜 WebZine 2013년 33호

 

독일 바이오기술 연구개발 및 상용화 추진전략(1)

- 농업·산업에너지 바이오기술 분야 -

 

이창윤 주독일 한국대사관 (본 분관) 교육과학관

 

Ⅰ. 21세기 바이오기술 도전과제 및 전망

 ㅇ 독일 연방정부는 바이오기술을 통해 대응해야 할 21세기 핵심 도전과제로 전 인류가 소비할 수 있는 식량 및 바이오자원 공급, 자연환경과 양립이 가능한 지속 가능한 발전체계 구축으로 인식
   - 전 지구적 인구증가(2050년 약 95억 명 수준) 및 농경지 감소, 비만·당뇨 등 영양질환 증가에 대응해 충분하고 건강한 식량자원 공급
   - 화석연료 자원고갈에 대응해 효율적인 재생에너지 및 바이오 산업자원 공급
   - 생물다양성 훼손, 유한자원(물, 토양, 영양소 등) 고갈, 환경파괴에 대응한 효과적인 농업생산

 

 ㅇ 독일 연방정부는 21세기 핵심 도전과제에 대응하고 환경 생태계와 인류사회가 공존하며 발전하는 지속가능한 경제구조를‘바이오경제(Bio Economy)'로 정의
   - 동 바이오경제는 바이오자원의 개발, 생산, 처리 및 활용 등과 관련된 모든 형태의 제조업 및 연관 서비스 산업을 포함하며, (농업, 임업, 원예, 수산, 축산, 식물 재배, 제지, 목재, 섬유, 화학, 제약, 에너지 등)
   - 바이오기술은 간접적으로 IT, 기계, 플랜트, 자동차, 환경, 건설 등 연관 산업 발전을 이끄는 추동력으로 판단

 

 ㅇ 유럽의 바이오경제 규모는 연 매출액 약 17억 유로, 고용인력 약 2,200만 명 수준이며
   - 독일의 바이오기술 산업은 초기 성장단계로 전문기업 약 550여개, 총 매출액 26억 유로, 고용인력 약 33,800여명 규모

 

< 바이오기술 전담기업 총 매출액 및 연구개발비 현황 (단위 : 백만 유로) >

구분	2006년	2007년	2008년	2009년	2010년	2011년
총 매출액	1,759	2,011	2,191	2,184	2,374	2,619
연구개발비	971	1,049	1,061	1,046	1,015	975

  - 독일의 바이오 산업자원 경작면적은 전체 경작면적의 약 17%(2백만 헥타르), 임업자원 경작면적은 전체 국토면적의 약 1/3(11.1백만 헥타르) 규모
  - 독일 바이오에너지 매출액(약 114십억 유로)은 전체 신재생에너지 매출액의 약 34% 점유

 

ㅇ 독일 연방정부는 우수한 과학지식 및 전문 연구인력, 다수의 혁신적 전문기업 등이 독일의 전통적 강점요소로 판단하고, 바이오경제(Bio Economy) 산업구조 구축을 위해서 과학계-산업계 기술이전체계 구축을 가장 시급한 과제로 지적

 

< 독일 바이오기술 혁신환경 SWOT 분석 >

< 강점요소(S) >  · 우수하고 다양한 연구역량  · 최고급 연구인력  · 혁신적 전문기업	< 기회요소(O) >  · 지속가능한 고품질 식품수요 증가  · 재생가능 바이오 산업자원 수요 증가  · 농업, 수공업, 산업 서비스 변화  · 자연적 생활환경 보전
< 약점요소(W) >  · 연구역량의 분획(Fragment)  · 기술이전 인센티브 구조 취약  · 일부 산업영역의 연구개발 투자 부족  · 전통 산업영역의 기술혁신 확산 취약  · 벤처 재정규모 부족	< 위협요소(T) >  · 기술이전 속도 및 효율성 부족  · 관련 산업구조 전환 준비태세 부족  · 시스템적 문제해결을 위한 다 학제적 접근전략 부족

 

Ⅱ. 바이오경제(Bio Economy) 비전 및 추진목표

 

 ㅇ 바이오경제 비전(Vision) : 전 인류의 수요를 충족할 수 있는 건강한 식량생산 및 재생가능 바이오자원의 생산이 가능한 자연 순환(Natural cycle-oriented) 바이오경제구조 구축

 

 ㅇ 바이오경제 전략목표(Strategic Objectives)
   - 바이오기술을 활용한 제품, 공정 및 서비스 촉진을 위해 역동적인 연구혁신 역량 확보
   - 연구혁신을 통해 전 지구적 식량공급 안정화 및 기후·자원·환경 보호에 대한 국가적 책임 이행

 

 ㅇ 바이오경제 중점 이행과제(Fields of Action)
   - 바이오경제 실현을 위해 △안정적 식량 확보, △지속 가능한 농업생산, △건강하고 안전한 식품생산, △바이오자원의 산업적 활용, △바이오에너지 등 총 5개 핵심 영역에서 중점 이행과제를 제시
   - 아울러, 5개 핵심영역 이행과제의 통합적 추진을 위해 △다 학제적 바이오기술 혁신, △기술이전, △국제협력 등 3개 공통 영역의 이행과제 제시

 

 ㅇ 바이오경제 이행과제 추진원칙(Implementation Guidelines)
   - 바이오경제 중점 이행과제의 추진원칙으로 △환경·경제·사회적으로 지속가능성 유지, △바이오자원의 활용 우선순위(식량, 산업자원, 에너지 등)는 지구적·지역적 수준에서 상관관계를 고려해 결정, △가치사슬 전 과정을 고려하는 시스템적(system-oriented) 연구방법 활용을 권고

 

 

Ⅲ. 바이오경제(Bio Economy) 실현을 위한 영역별 추진과제

 

1. 5개 핵심영역 추진과제

 

① 안정적 식량 확보(Securing global nutrition)
 ㅇ 식물 유전공학 기술을 적용하여 농작물 육종기술 개발 및 기술이전
 ㅇ 국내외의 지역적 요구조건 및 환경조건에 부합하는 토지관리(지역 과학자 및 농업인 참여를 통한

     새로운 토지관리 접근법 개발)
 ㅇ 외부 자연환경이 농작물 표현형(Phenotype)에 미치는 영향 조사를 위한 식물 표현형 측정 및 분

     석기술(Phenotyping technology) 개발
 ㅇ 지속 가능하고 효율성·생산성 제고를 위한 농작물 재배 및 농업기술 개발
 ㅇ 스트레스 내성 제고, 온실가스 저감 등 고효율·소비자 친화형 축산기술 개발
 ㅇ 지역적 범위의 기후예측 모델 개발 및 기후-생태환경 상호작용 연구
 ㅇ 농업 생물다양성 및 야생근연종(wild relatives) 형질특성 연구

② 지속 가능한 농업생산(Ensuring sustainable agricultural production)
 ㅇ 기후, 자연, 토양, 수자원, 대기 및 중요 영양소에 대한 보호개념 연구
 ㅇ 고유의 형질특성을 갖는 농작물과 재배기술 통합
 ㅇ 통합적 해충관리기술 최적화
 ㅇ 바이오 안전성 및 관련 연관분야 연구 지속
 ㅇ 생태 시스템과 관련된 생물다양성 정량화 및 국제 수준의 생물다양성 관리
 ㅇ 지속 가능한 토지 관리를 위한 다 학제적 연구 확대
 ㅇ 친 환경적 유기농업 연구
 ㅇ 건강한 가축 축산 및 수산물 양식기술(육종, 사료, 하우징 등)
 ㅇ 농업제품 가치사슬의 전 과정 혁신
 ㅇ 농업제품 생산시스템의 지속 가능성 최적화

 

③ 건강하고 안전한 식품생산(Producing healthy and safe foods)
 ㅇ 건강증진에 기여하는 다양한 식품 개발
 ㅇ 환경조건과 농작물·가축 생산기술의 상호관계 명확화 및 최적화
 ㅇ 유기식품 및 전통식품 제조공정 개발
 ㅇ 가축질환 발병원인, 전염과정 등 가축질환의 예방, 통제 및 치료기술 개발
 ㅇ 식품의 질적 수준 및 위험도 분석, 모니터링, 예방 등 식품안전기술 개발
 ㅇ 지속 가능하고 질적 수준을 유지할 수 있는 식품기술 개발
 ㅇ 식품생산 공정 및 가치사슬 최적화, 식품안전 기준 인증시스템 구축

 

④ 바이오자원의 산업적 활용(Using renewable resources for industry)
 ㅇ 식품 및 사료로 사용되지 않는 바이오자원 개발 최적화(식물선택, 재배, 육종)
 ㅇ 다양한 종류의 바이오매스에 대한 정제공정 개발 및 산업적 타당성 연구
 ㅇ 기술·경제적 측면에서 산업제품 분류(tree) 내 바이오자원 통합성 연구
 ㅇ 새로운 유용·신약후보 물질을 위한 차세대 바이오기술 개발
 ㅇ 새로운 유용·신약후보 물질(의약품, 식품첨가물, 세제, 섬유, 화장품 등) 개발
 ㅇ 기술·경제·환경·사회적 측면에서 다양한 형태의 바이오기술 제품 및 공정 평가
 ㅇ 열화학, 화학촉매, 바이오촉매 공정 등 고효율의 바이오매스 전환공정 개발

 

⑤ 바이오매스 에너지 개발(Developing biomass-based energy carriers)
 ㅇ 식품 및 사료로 사용되지 않는 바이오매스(해조류 포함) 육종, 재배, 추수 및 처리기술 개발
 ㅇ 고 효율의 바이오매스 전환공정 개발(성분확인, 분석 시스템)
 ㅇ 효율성 및 지속 가능성 유지 차원에서 바이오매스 식물재배, 처리 및 제조 등 바이오매스 가치사슬

     최적화
 ㅇ 지속 가능성에 대한 기준 및 인증시스템 구축
 ㅇ 바이오에너지 플랜트에 대한 기술·경제적 타당성 검증
 ㅇ 농·임업 부산 잔류물 및 쓰레기에 대한 에너지원 활용 가능성 최적화
 ㅇ 다양한 규모의 플랜트 및 전환공정에 적용 가능한 바이오자원(renewable raw materials)의 친환

     경·고효율 공급 개념 개발

 

2. 3개 공통영역 추진과제

 

① 다 학제적 바이오기술 혁신(Inter-disciplinarily expanding competencies)
 ㅇ 지속가능 바이오경제 실현을 위해 필요한 적정 사회·경제 및 연관 시스템 연구
 ㅇ 공동연구 및 공동연구센터 등을 통한 학제 및 연구기관 간 협력
 ㅇ 프로젝트 펀딩 및 기관펀딩 통합을 통한 플랫폼 기술개발 촉진
 ㅇ 바이오경제 전문 인력양성을 위한 다 학제 중점훈련 영역 설정
 ㅇ 신진과학자 지원 강화

 

② 기술이전 촉진(Speeding up transfer into practice)
 ㅇ 기술이전, 과학적 연구 성과의 상용화 등 바이오기술 창업환경 조성
 ㅇ 신진과학자에 대한 연구비 지원범위 확대
 ㅇ 산·학 인력교류 및 연구협력 강화
 ㅇ 중소기업의 연구 프로젝트 참여 확대 및 과학계와의 연구협력 강화
 ㅇ 혁신적 중소기업 간 연구개발 협력 촉진

 

③ 국제협력 활성화(International cooperation and Sharing knowledge)

 ㅇ 국제적 파트너 쉽 구축을 지원하기 위한 정부지원 확대
 ㅇ 유럽 역내의 바이오경제 연구협력(European Research Area) 형성
 ㅇ 신진 과학자를 위한 국제 연구협력 프로그램 참여 확대
 ㅇ 국제적 수준에서 농업연구 분야의 개발협력 확대

 

 

Ⅳ. 바이오경제(Bio Economy) 실현을 위한 정부지원 프로그램 (연방교육연구부)

 

1. 영역 ① - 안정적 식량 확보

 

가. 식물 바이오기술 개발(Pflanzenbiotechnologie Program)
 ㅇ 바이오기술을 적용한 유용작물 생산수율 증대, 생물 다양성을 유지하고 지속 가능한 식물재배 및

처리기술 개발, 스트레스 저항력이 높은 식물개발 
 ㅇ 연구비 총 4,500만 유로 (27개 중과제 / 125개 세부과제)

 

나. GlobE (Globale Ernährungssicherung)
 ㅇ 독일-아프리카 연구 네트워크 형성을 통하여 아프리카 자연환경에 부합하는 농업기술을 개발·적용해 현지의 식량공급 안정성에 기여하고, 아프리카 현지 국가의 농업연구 인프라 구축 지원
 ㅇ 프로젝트 당 최대 75,000유로 지원 (연구기간 2012년 ~ 2017년)

다. PLANT-KBBE (Tans-national PLant Alliance for Novel Technologies towards implementing the Knowledge-Based Bio Economy in Europe)
 ㅇ 독일, 프랑스, 포르투갈, 스페인 등 EU 회원국가 공동으로 식물 바이오기술의 공동개발 및 상용화 기술이전
 ㅇ 총 52개 중과제 지원(독일은 100여개 세부과제 참여 중)

 

2. 영역 ② - 지속 가능한 농업생산

 

가. IPAS (Innovative Pflanzenzüchtung in Anbausystem)
 ㅇ 혁신적으로 개량된 작물이 상이한 재배방법에 따른 사회·경제 및 환경적 영향 조사 및 지속 가능한 재배방법 규명
 ㅇ 연구 지원과제 선정평가 중(2013.1.31일까지 지원신청 마감)

 

나. 농업·식량 연구 네트워크 구축 (AgroClustEr, 총 4천만 유로 지원)
 ㅇ 네트워크 ⓐ - Food Chain Plus (주관기관 : 킬大 농식량학부)
   - 유제품 생산 전 과정에 따른 가치사슬을 분석하고 유제품이 소비자 건강에 미치는 영향 등 시스템 연구협력
 ㅇ 네트워크 ⓑ - Phänomics (주관기관 : 로스톡大 축산기술연구소)
   - 시스템 생물학적 방법을 사용하여 가축(소, 돼지)의 구조적·기능적인 유전자분석 및 생물정보 조사
 ㅇ 네트워크 ⓒ - WEGA (주관기관 : 하노버 라이프니츠大 생물생산시스템연구소)
   - 효율적 자원사용 및 고품질 생산증대 등 조경관련 가치사슬 네트워크 구축
 ㅇ 네트워크 ⓓ - CROP.SENSE.NET (주관기관 : 본大 육종과학연구소)
   - 유용농작물(보리, 사탕수수) 표현형 측정·해석, 적정 해상도를 갖는 항공우주 관측센서기술 개발, 유용농작물에 대한 비파괴 측정자료 평가
 ㅇ 네트워크 ⓔ - SYNBREED (주관기관 : 뮌헨 Weihenstephan 식량·토지환경연구소)
   - 농·식품 수요증가, 자원부족, 기후변화에 대응하는 가축사육 및 식물재배기술 연구 네트워크 형성

 

3. 영역 ③ - 건강하고 안전한 식품생산

 

가. DPPN (Deutsches Pflanzen Phänotypisierungs Netzwerk)
 ㅇ 경작지에서 적용 가능한 유용농작물 표현형 측정기술 및 시스템 개발, 농작물 표현형 측정 신기술 개발 및 표현형화 단일 기준 마련
 ㅇ 연구비 총 35백만 유로(연구기간 2013년 ~ 2018년)

 

나. ANIHWA (Animal Health & Welfare)
 ㅇ 가축의 건강보호를 위해 병인 전염예방 및 가축 사육방법, 가축질환에 대한 신속한 진단 및 격리방법, 예방약 개발 등(유럽 18개국 28개 연구기관 참여)
 ㅇ 연구비 총 14백만 유로(연구기간 2013년 ~ )

 

4. 영역 ④ - 바이오자원의 산업적 활용

 

가. 혁신연대 ‘산업 생명공학’ (Innovationsinitiative industrielle Biotechnologie)
 ㅇ 석유화학 제품을 대체하는 바이오기술 공정을 개발하여 기후 및 환경을 보호하고 에너지 사용을 저감해 바이오기술의 산업적 잠재성을 확대
 ㅇ 연구비 총 3천만 유로/연 (연구기간 2011년 ~ 2016년)

 

나. 화학-바이오공정 개발 (CBP)
 ㅇ 쓰레기와 비 식용 작물을 이용한 바이오매스 에너지정제 공정기술 개발
   * Fraunhofer 연구협회 주관으로 화학-바이오공정연구소 설립(2012. 10월, 작센안할트州 Leuna市 소재)
 ㅇ 연구비 총 4천만 유로 (연구기간 2012년 ~ 2017년)

 

다.‘바이오 산업 2021’ 클러스터 (Cluster Bioindustrie 2021)
 ㅇ 클러스터 ⓐ - Biokatalyse 2021 (주관기관 : TuTech Innovation GmbH)
   - 15개 대기업 및 18개 중소기업이 참여하여 미생물을 활용하는 바이오촉매 장치 개발 및 상업화
 ㅇ 클러스터 ⓑ - CLIB 2021 (주관기관 : Evonik Industries AG)
   - 바이오 촉매의 생물학적 기초 분석, 촉매장치 개발 및 상용화 공정 최적화, 효율적인 후류공정(Downstream Processing) 개발
 ㅇ 클러스터 ⓒ - CIB Frankfurt (주관기관 : Hessen Trade & Invest)
   - 바이오 촉매, 발효, 후류공정 등 3대 기술 중점기술 개발 및 상용화 지원
 ㅇ 클러스터 ⓓ - BIOPRO (주관기관 : BIOPRO Baden-Württemberg GmbH)
   - 바덴뷔르템부르크州 지역의 의학, 제약, 농업 등 바이오기술 기업의 혁신력 제고 및 재정·고용 지원 등을 통해 국제적 생명공학 거점으로 육성
 ㅇ 클러스터 ⓔ - IBB Netzwerk (주관기관 : IBB Netzwerk GmbH)
   - 바이에른州 지역에서 바이오기술 연구 성과의 산업적 활용을 촉진하기 위한 산·학·연 협력 지원

 

라. 미생물 유전자(Genome) 분석 및 활용 (GenoMik)
 ㅇ 각종 유용미생물의 유전자 분석 및 기능규명, 독일 산·학·연 미생물 게놈연구 조정 및 협력 지원
 ㅇ 주관기관 : GenoMik Plus

 

마. 차세대 바이오공정 (Nächste Generation biotechnologischer Verfahren)
 ㅇ 2020년까지 독일 바이오기술 장기전략 및 로드맵 수립, 독창적 아이디어로 차세대 바이오 공정기술 개발(총 35개 연구과제, 총 4천만 유로 지원)
 ㅇ 주관기관 : BIOCOM AG

 

5. 영역 ⑤ - 바이오매스 에너지 개발

 

가. 바이오에너지 2021(BioEnergie 2021)
 ㅇ 산·학·연 공동으로 새로운 바이오매스(에너지 식물, 생물학적 잔류물질 등) 전환공정 개발을 통하여 바이오에너지 공급을 확대
   - 2012년에 바이오에너지 전문 연구단(BioProFi) 신규 출범
 ㅇ 연구비 총 5천만 유로 (연구기간 2008년 ~ 2014년, 총 27개 연구과제 지원)

 

독일 바이오기술 연구개발 및 상용화 추진전략 (2)
- 보건·의료 바이오기술 분야 -

 

Ⅰ. 보건·의료 바이오기술 대응과제

 

 ㅇ 독일 연방정부는 그동안 보건·의료 바이오기술 개발을 통해 공중보건의 질적 수준을 높이고 인간의 평균수명 연장에 큰 기여를 한 것으로 인식하면서도, 고도 산업화 사회인 독일이 우선적으로 해결해야 하는 다양한 보건·의료 대응과제를 지적
   - 독일 사회의 고령화(2030까지 인구의 약 1/3이 65세 이상 전망) 및 식습관 변화 등에 따라 독일에서 특징적으로 다발하는 질환으로 인한 사회·경제적 비용이 지속적으로 증가
   - 보건·의료 바이오기술의 지속적 발달에도 불구하고 각 환자의 개별적 특성을 고려한 질병의 진단이 불가해 치료약물 및 치료법의 효과성이 낮은 수준
   - 질환의 발병은 각 개인의 유전적 특성, 식습관 및 외부 환경 등의 다양한 요인들이 상호작용으로 복잡하게 전개됨에 따라 효과적인 질병의 예방조치 및 치료가 더욱 어려워지는 경향

 

 ㅇ 한편, 독일이 보건·의료 바이오기술 연구개발 및 실용화 과정에서 우선적으로 해결해야 하는 기술적 대응과제를 6개 유형으로 구분하여 제시

 

구분	보건·의료 바이오기술 핵심 대응과제
Structural Challenge	· 인구구조 변화에 따른 다발성 질환에 연구역량 결집  · 기초·임상연구 결과의 상용화 소요시간 단축  · 대학, 연구기관 및 기업의 유기적 협력구조 강화
Research Challenge	· 개인 맞춤형 진단·치료를 위한 기초 생명과학 연구, 진단 및 치료약물 개발  · 희귀질환 진단 및 치료기술 개발
Prevention Challenge	· 영양, 운동, 행동특성, 환경 등이 유전인자 발현에 미치는 영향 분석  · 후성유전학 등 다 학제적 연구협력 네트워크 구축
System Challenge	· 경제적이고 효율적인 보건·의료 서비스 체계 연구
Innovation Challenge	· 보건·의료 기업의 혁신 네트워크 참여 확대
Global Challenge	· 국제적 수준의 연구 인프라 공동개발 참여  · 저개발국의 소외질병 및 가난유래질병 공동 연구

 ㅇ 독일 연방정부는 지난 2010년 12월에‘바이오 보건·의료 연구 프레임워크 프로그램(Health Research Framework Program)’을 국가 전략으로 채택해 다양한 보건·의료 바이오기술 연구개발 및 상용화를 범정부적으로 지원
   - 연방교육연구부는 동 프로그램에 따라 총 55억 유로(2011~2014년) 투자예정

 

 

Ⅱ. 바이오 보건·의료 연구 프레임워크 추진전략 및 목표

 

 ㅇ 핵심 추진전략
   - (Approach) 효과적인 연구개발, 기술이전, 상용화를 위한 보건·의료 연구기관 협력 네트워킹 구축 및 거점 연구센터를 중심으로 연구역량을 결집·조정
   - (Focus) 독일 사회에 다발적으로 발생하는 6대 질병(퇴행성 신경질환, 당뇨, 심혈관 질환, 감염질환, 암, 폐질환)에 연구역량 결집
   - (Partnership) 과학적 연구 성과 실용화 촉진을 위해 중개연구(translational research) 및 전략적인 연구 파트너 쉽 구축

 

 ㅇ 추진목표 : 보건·의료 서비스의 질적 수준 및 안전성 제고
   - 국제적 수준의 보건·의료 기술경쟁력 확보
   - 과학적 연구 성과의 신속한 활용을 위한 효율적 연구협력 네트워킹 구조화
   - 보건·의료 바이오기술 활용과정에서 발생하는 다양한 사회적, 법적, 윤리적 문제에 대한 해결방안

      모색
   - 경제적이고 효율적인 보건·의료 서비스 구조화
   - 보건·의료 기업의 혁신역량 제고를 통해 바이오기술 활용비용을 수용 가능한 범위로 저감
   - 보건·의료 연구협력 국제화를 통해 바이오기술 연구개발의 효율성 제고 및 세계적 보건·의료 현안

      에 대한 독일의 책무성 이행

 

 ㅇ 보건·의료 바이오기술 중점 연구개발 기술
   - 연방교육연구부는 보건·의료기술 로드맵(Road-map for the German Health Research Program)을 통해 △근·골격계 질환, △대사질환 및 내분비계 질환, △심혈관·폐·신장질환, △감염질환, △암, △뇌신경 및 정신질환 등 총 6개 질환분야에서 중점적으로 기술개발이 필요한 연구과제 제시

 

< 독일 보건·의료 바이오기술 중점 연구개발 기술 >

구분	중점 연구개발 기술
근·골격 질환	· 분자수준 근·골격 질환 발병 메커니즘 연구  · 중간엽 조직의 기능상실 및 회복 줄기세포 연구  · 뼈 골절 및 골다공증 중개연구  · 근·골격 질환의 치료전략 평가
대사질환 및 내분비 질환	· 음식섭취와 영양소·호르몬 상관관계 연구  · 분자수준의 영양소 반응특성 연구  · 호르몬 생산세포(βcell, 갑상선세포) 기능연구  · 태아 및 유아 단계의 비만, 당뇨, 만성질환 연구  · 미토콘드리아 에너지대사 및 노화 연구
심혈관·폐·신장질환	· 줄기세포 및 관련 치료법 특성화  · 바이오 장기 및 조직공학 연구  · 조기진단 및 맞춤형 치료기술 개발  · 분자영상 및 바이오 표식기술(Bio-markers) 개발  · 임상적으로 유효한 분자구조 확인 및 유효성 검증  · 장기 섬유증 리모델링 및 만성질환 역 리모델링  · 심장, 폐, 신장 대사시스템 상호작용 및 기능 연구
감염질환 및 염증질환	· 다양한 감염질환 치료물질 개발  · 면역예방 및 면역치료  · 감염질환에 미치는 유전적 발병원인 민감도 연구  · 감염질환 역학조사 및 차단기법 연구  · 새로운 실험동물 개발
암	· 종양세포 분화 및 전이 연구  · 종양세포 치료물질의 내성 및 민감도 연구  · 종양세포의 분자생물학적 특성 및 유전특성 연구  · 면역치료, 유전자치료 및 종양백신 개발  · 종양치료의 수명연장 및 부작용 연구  · 임상게놈, 새로운 진단법 및 진단기기 개발
뇌신경 및 정신질환	· 신경시냅스 시스템의 병리적 변화 연구  · 충동성·중독성 행동의 신경생물학적 연구  · 퇴행성 신경질환 조기진단  · 신경성 시·청각 질환  · 노인성 뇌기능 감퇴 및 학습장애·기억력 감퇴  · 신경자극 및 신경 생체공학 연구

 

Ⅲ. 보건·의료 바이오기술 연구개발 주요 정책과제

 

1. Structural Challenge - Focussed research into major diseases

 ㅇ 보건·의료 바이오기술 연구 성과를 질병의 조기진단, 치료 및 예방활동 등에 직접 활용할 수 있도록 다발성 질환별 거점 연구센터를 중심으로 하는 연구협력 네트워크 및 중개연구(translational research) 체제 구축
   - 다발성 질환 : 심혈관 질환, 대사질환, 감염질환, 퇴행성 신경질환, 암, 정신질환, 근·골격 질환, 알레르기 등 독일 사회에서 빈발하는 질환

 ㅇ 보건·의료 바이오기술 연구 환경조성 및 전문 인력양성
   - 차세대 의료 인력에 대한 과학교육 강화
   - 대학의 기초과학 교육, 대학생 연구 장학금 지급 등 임상의학 전 과정에서 과학적 보건·의료 연구방법 확산
   - 신진 연구자들의 독립적인 보건·의료 연구 활동을 위한 재정 지원 확대
   - 우수한 임상의 및 자연과학 연구자들에게 보건·의료 분야 연구기회 확대
   - 신진 연구자에게 산업적 연구개발에 대한 이해를 도모하는 교육훈련 촉진

 ㅇ 질환 중심의 연구비 지원 프로그램 확대
   - 질환별 거점 연구센터를 통한 프로젝트 펀딩 확대(거점 연구센터 핵심연구역량 이외의 연구 활동을 촉진하고 거점 연구센터의 연구 성과와 통합)
   - 질환별 거점 연구센터와 관련 산·학·연 협력 네트워크 활동에 대한 지원확대

 

2. Research Challenge - Individualized medicine
 ㅇ 각 질병의 발현 메커니즘을 분자 수준에서 이해하고, 질병과 관련된 유전자기능 및 다양한 상호작용 메커니즘을 분자 수준에서 이해할 수 있도록 보건·의료 바이오기술 기초연구 확대
   - 게놈(Genome) : 질병의 발현에 관여하는 게놈(Genome)의 구조와 기능을 분석하는 의학적 게놈(Genome) 연구
   - 시스템 생물학(System Biology) : 게놈(Genome), 단백질 등 분자수준의 생체정보에 대한 수학적 분석 및 모델링을 통하여 생체시스템의 기능적 특성을 규명하는 시스템 생물학 연구
   - 모사 뇌과학(Computational Neuro-science) : 뇌 기능에 대한 이론적 지식을 바탕으로 수치해석 및 컴퓨터 모사를 통해 실험적으로 뇌 인지기능 연구
   - 줄기세포(Stem-cell) : 유도 만능 줄기세포, 성체줄기세포 등을 활용한 생체조직 재생 메커니즘 연구

 ㅇ 희귀질환(rare diseases, 발병환자 약 5천~8천 명) 연구역량 결집 및 유럽 차원에서의 연구협력 확대
   - 극히 적은 수의 임상경험 및 사례, 희귀질환 전문 연구인력 부족을 극복

3. Prevention Challenge - Research into prevention & nutrition

 ㅇ 유전적 발병인자의 발현에 관련되는 영양소, 외부 환경 등의 영향에 대한 후생학적 연구(Epigenetic research) 확대
   - 질병의 예방과 치료전략 수립·이행에 필요한 신뢰성 있는 데이터 생산
 ㅇ 질병 예방조치에 대한 효과성, 효율성 및 장기적 부작용 등을 비교 평가하고 자료에 근거하는 새로운 예방조치 개념 개발
 ㅇ 독일의 각 지역별로 유전자, 행동특성, 식·생활습관, 외부환경 등이 질병의 발병과 어떤 상호관계가 있는지를 중장기 역학조사를 통해 확인
 ㅇ 식습관에서 유래하는 보건·의료 문제에 대한 해결방안에 중점을 두는 영양학 연구(Nutritional research) 확대
 ㅇ 다양한 환경요인이 질병 발현에 미치는 영향을 분석해 조기경보 체계를 구축
 ㅇ 각종 감염질환에 대한 예방백신 개발, 저개발국과의 공동개발 연구협력 확대

 

4. System Challenge - Research into health care
 ㅇ 보건·의료 서비스 연구(health care research) 지원을 통해 보건·의료 서비스 시스템의 질적 수준, 경제적 지속 가능성 및 신뢰성 제고
   - 환자 요양, 일시적 고통완화 임상연구, 재활 및 약물치료 부작용 등 연구
   * 보건·의료 서비스 연구(health care research) : 보건·의료 서비스 시스템에 대한 일반적 상황을 과학적으로 분석·평가하고 새로운 개념을 개발
 ㅇ 보건·의료 서비스 시스템 구조의 경제적 효율성 및 건전성을 미·거시적 관점에서 분석

 

5. Innovation Challenge - Health care industry
 ㅇ 신약개발 프로그램(Pharma-Initiative)를 통해 신약 후보물질 탐색, 임상연구 및 제품화 단계에 이르는 전 과정을 지원(2007~2011, 총 8억 5천만 유로)
   - 특히, 신약개발 기초연구 성과를 창업 및 중소기업 제품화 등으로 연계하기 위하여 과학계와 민간의 파트너쉽 구축에 중점
 ㅇ 의료기술 연구 실행계획(medical technology action plan)을 통하여 범정부 의료기술 연구 지원정책을 전략적으로 조정·추진
   - 바이오기술 연구 성과를 시장 및 임상치료에 신속히 적용하기 위하여 연구협력 및 기술이전 환경을 조성 (의료기술 임상 혁신센터 중심)
 ㅇ 원격 의료기술(Tele-medicine) 연구
   - e-Health Initiative를 통해 원격진료 및 치료기술을 개발하고 실제 활용을 위한 사회적 하부구조를 구축

 

6. Global Challenge - International cooperation in health research
 ㅇ 유럽 및 국제적 수준에서의 보건·의료 바이오기술 공동연구 참여 지원
 ㅇ 결핵, 말라리아 등 소외질환 및 가난유래 질병에 대한 국제적 책무 이행
   - 아프리카 등 소외질환 및 가난유래 질병 다발국가와 공동 임상연구 실시
   - 국제 민간기구의 백신, 진단 및 치료법 개발활동 지원

 

Ⅳ. 보건·의료 바이오기술 연구개발 지원 프로그램 (연방교육연구부)

 

1. 독일 6대 다발질환 연구센터 (Deutsche Zentrum fuer Gesundheitforschung)

 ㅇ 심혈관 질환, 감염질환, 폐질환, 암, 당뇨, 퇴행성 신경질환 등 독일의 6대 다발질환 분야에서 의학적 연구결과를 실제 임상치료에 적용하기 위한 중개연구 및 연구협력 네트워크 구축

 

 ㅇ 2015년까지 6개 질환별 거점 연구센터 구축을 위하여 총 7억 유로 지원예정
   - 연방교육연구부 90%, 지역거점 소재 주정부 10% 지원

 

 가. 심혈관 질환 연구센터 (DZHK)
 ㅇ 중점 연구내용 : 심근증, 인공심장조직, MicroRNA 치료 등 6개 연구프로그램
 ㅇ 총괄 조정기관 : 함부르크 에펜도르프 대학병원 (Dr. Thomas Eschenhagen)
 ㅇ 참여 연구기관 : 전국 7개 지역거점 및 총 26개 연구기관(총 140여명)
   - 베를린, 괴팅엔, 그라이프스발트, 함부르크/킬/뤼벡, 하이델베르크/만하임, 뮌헨, 라인마인 등 총 7개 지역 연구거점 연계

 

나. 감염질환 연구센터 (DZIF)
 ㅇ 중점 연구내용 : HIV/AIDS, 말라리아, 폐결핵, 바이러스 간염, 장기이식 후 감염, 새로운 항생제 개발 등
 ㅇ 총괄 조정기관 : 하노버 의과대학 (Dr. Sebastian Suerbaum)
 ㅇ 참여 연구기관 : 전국 7개 지역거점 및 총 27개 연구기관(총 150여명)
   - 함부르크/뤼벡/보어스텔, 쾰른/본, 하노버/브라운슈바이크, 하이델베르크, 튀빙엔, 뮌헨, 기센/마부르크/랑엔 총 7개 지역 연구거점 연계

 

다. 폐질환 연구센터 (DZL)
 ㅇ 중점 연구내용 : 천식, 알레르기, COPD, 폐렴, 폐암(Deep phenotyping, Reverse remodelling, Bio-hybrid) 등
 ㅇ 총괄 조정기관 : 헬름홀츠연구협회 폐 연구소 (Dr. Oliver Eickelberg)
 ㅇ 참여 연구기관 : 전국 5개 지역거점 및 총 18개 연구기관(총 170여명)
   - 뮌헨, 뤼벡/보어스텔/킬/그로스한스도르프, 기센/마부르크/바트 노우하임, 하노버, 하이델베르크 등 총 7개 지역 연구거점 연계

 

 라. 암 연구센터 (DKTK)
 ㅇ 중점 연구내용 : 암 진단, 방사선치료, 암 줄기세포, 면역치료 등 중개연구
 ㅇ 총괄 조정기관 : 하이델베르크 암 연구센터 (Dr. Otmar Wiestler)
 ㅇ 참여 연구기관 : 전국 8개 지역거점 및 총 20개 연구기관(총 160여명)
   - 베를린, 드레스덴, 에센/뒤셀도르프, 프랑크푸르트, 프라이부르크, 하이델베르크, 뮌헨, 튀빙엔 등 8개 지역 연구거점 연계

 

 마. 당뇨병 연구센터 (DZD)
 ㅇ 중점 연구내용 : 개인 맞춤형 당뇨병 치료·예방을 위한 임상연구, 역학조사, 분자 메커니즘, 베타세포 기능연구 등
 ㅇ 총괄 조정기관 : 헬름홀츠연구협회 임상유전연구소 (Dr. Martin de Angelis)
 ㅇ 참여 연구기관 : 전국 5개 연구기관 연계
   - 뒤셀도르프 당뇨병 센터, 포츠담 식품영양연구소, 뮌헨 헬름홀츠연구센터, 드레스덴 Carl Gustav Carus 대학병원, 튀빙엔 에버하르트 칼스 대학

 

 바. 퇴행성 신경질환 연구센터 (DZNE)
 ㅇ 중점 연구내용 : 알츠하이머, 파킨슨 등 퇴행성 신경질환 기초 및 임상연구, 예방 및 조기진단, 치료 의약품 개발 등
 ㅇ 총괄 조정기관 : 본 대학 의과대학 (Dr. Pierluigi Nicotera)
 ㅇ 참여 연구기관 : 전국 9개 지역거점 및 총 29개 연구기관(총 600여명)
   -  본, 베를린, 튀빙엔, 비텐, 드레스덴, 괴팅엔, 막데부르크, 뮌헨, 로스톡/그라이프스발트 등 총 9개 지역 연구거점 연계

 

2. 독일 유전자연구 네트워크 (Nationale Genomforschungnetze, NGFN)

ㅇ 중점 연구내용 : 암, 심장병, 신진대사, 신경질환 등 질병발생 유전자 정보 연구 및 치료법 개발, 개인 유전인자에 따른 치료효과 및 진단방법 등 연구
   * 2001년부터 100여개 특허신청, 3500건 학술지 출간, 산업 협력을 통한 90개 이상의 제품 아이디어 개발
   * 2008년부터 유전자연구 결과를 진단 및 치료에 적용시키는 사업에 주력

 ㅇ 총괄 조정기관 : 하이델베르크 대학병원 (Dr. Hugo Katus), 뮌헨 헬름홀츠 연구센터(Dr. Wolfgang Wurst)

 ㅇ 참여 연구기관 : 39개 대학, 4대 공공연구협회, NIH, 독일 영양연구소(DIfE), Potsdam-Rehbrücke, 괴팅엔 Deutsches Primatenzentrum, 함부르크 Centrum für angewandte Nanotechnologie, 하이델베르크 European Molecular Biology Laboratory, 튀빙엔 Hertie-Institut für klinische Hirnforschung 등

 ㅇ 연구비 : 총 5억 7,500만 유로(1단계(2001~2004) 및 2단계(2004~2008)) 지원
                  총 2억 유로(3단계, 2008~2013) 지원 예정

 

3. 독일 의·약학 연구 네트워크 (Kompetenznetze in Medizin)

 ㅇ 중점 연구내용 : 뇌신경과학, 우울증, 자살충동, 정신박약, 뇌졸중, 파킨슨  등 분야의 의료진, 연구자 및 간호단체의 전문역량 개발 및 연구협력 촉진

 ㅇ 총괄 조정기관 : Technologieplattform für die vernetzte medizinische Forschung

 ㅇ 참여 연구기관 : 대학, 치료기관, 환자 간호단체 및 기업 등이 참여하는 총 21개 연구협력 전문 네트워크 지원 (약 9년 지원 후 정부 재정지원 종료)

 

4. 독일 희귀질환 연구연합 (Verbuende zu seltenen Erkrankung)

 ㅇ 중점 연구내용 : 환자 수 2000명 이하의 희귀질환에 대한 정보, 체계적 연구가능성, 조기진단법 및 적절한 치료법 개발 등

 ㅇ 참여 연구기관 : 비늘증, 수포성 표피 박리증, 전신피부경화증, 골 이형성증, 간성, 조혈기능장애, 유전성 대사장애, 근 이영양증, 유전성 이상운동질환, 백질 이영양증 등 희귀질환 분야 연구연합 창설

 ㅇ 연구비 : 총 3,100만 유로 지원(1단계(2003~2008), 총 10개 연구연합 지원) 
                  총 3,300만 유로 지원(2단계(2008~2012), 총 16개 연구연합 지원)
             총 2,200만 유로 지원(3단계(2012~2015), 총 12개 연구연합 지원)

5. 보건·의료연구 지역 클러스터 (Gesundheitsregionen der Zukunft)

ㅇ 각 지역에 소재하는 연구기관 및 기업이 협력하여 보건·의료기술 연구개발 및 상용화 전 과정에서 새로운 가치를 창출하고 의료수준의 질적 수준을 제고

 ㅇ 2009-2013년까지 총 5개 클러스터에 약 4천만 유로 지원예정

 

 가. FONTANE (Nord Brandenburg 지역 클러스터)
 ㅇ 원격 의료기술(Telemedicine) 및 바이오마커(Bio-maker)에 기반한 심장혈관 질환의 진단 및 치료법 개발
   - 총괄 조정기관 : Zentrum für Kardiovaskuläre Telemedizin GmbH

 

 나. REGiNA (Stuttgart 지역 클러스터)
 ㅇ 근골격 시스템, 피부·상처 시스템, 심장·순환·호흡기 시스템, 비뇨생식기 시스템 등 4개 질환분야 진단 및 치료법 개발
   - 총괄 조정기관 : BioRegio STERN Management GmbH

 

 다. GesundheitsMetropole Hamburg (Hamburg 지역 클러스터)
 ㅇ 정신질환 분야에서 혁신적 진단 및 치료법 개발
   - 총괄 조정기관 : Gesundheitswirtschaft Hamburg GmbH

 

 라. HIC@RE (Ostseeküste 지역 클러스터)
 ㅇ 복합적 저항력이 있는 병원체(MRE) 퇴치를 위한 기초연구 및 임상연구
   - 총괄 조정기관 : BioCon Valley GmbH

 

 마. Metropolregion Rhein-Necka (Rhein-Neckar 지역 클러스터)
 ㅇ 만성질환 환자들을 위한 통합적 IT 지원기술 및 프로세스 개발, 이행 및 평가
   - 총괄 조정기관 : MRN Raum für Gesundheit GmbH
 

6. 바이오 제약기술 컨소시엄 (BioPharma-Wettbewerb Siegerkonsortien)

 ㅇ 신규 바이오 제약제품 개발을 목표로 중소기업, 학계 및 의료계 공동 컨소시엄 조직 및 공동협력 지원

 ㅇ 2008~2013까지 총 3개의 컨소시엄에 약 1억 유로 지원예정

 

 가. Max-Planck Drug Discovery & Development Center(DDC)
 ㅇ 막스플랑크 연구소의 바이오 제약기술 연구 성과의 상용화를 목적으로 민간 투자자 및 제약기업 공동으로 위험부담이 큰 의약품 개발 프로젝트 수행 및 인프라 구축

 

 나. NeuroAllianz
 ㅇ 퇴행성 신경질환 진단, 치료 및 임상연구 결과의 상용화, 전문 연구인력 양성 등을 목적으로 공공연구기관, 제약기업, 바이오 기업, 규제기관 등의 전략적 파트너 쉽 구축

 

 다. Neu2
 ㅇ 복합 경화증 진단, 치료기술 및 임상연구 결과의 상용화를 목적으로 북독일 소재 연구기관, 바이오 기업 및 제약기업 등의 전략적 파트너 쉽 구축

 

7. 혁신적 의료기술 개발 (Innovationwettbewerb Medizintechnik)

 ㅇ 혁신적·독창적 의료기술 아이디어를 활용하여 실제 생활에서 이용 가능한 제품 또는 기술개발 지원 (의료기술 개발자와 사용자 공동협력)
  - 지원모듈 1(BASIS, 과제당 약 40만 유로 지원) : 특정 질환에 대한 진단 및 치료기술 기초연구 및 실험
  - 지원모듈 2(TRANSFER, 과제당 약 50만 유로(3년까지) 지원) : 기초연구 후 제품개발 직전의 연구개발

 

8. 고령화 대응 보건·의료기술 개발 (Gesundheit im Alter)

 ㅇ 고령자들에게 문제가 되는 보건·의료기술 개발(2007~2013까지 총 6개 연구협력 프로젝트에 약 3천 2백만 유로 지원예정)
  - MultiCare : 고령자 다중질환 및 복합적 이병율 연구(일반의학, 전염병학, 생체측정(Biometrie), 정신과, 의료사회학, 심리학 연구기관 공동협력)
  - PRISCUS : 다중질환 고령자에 대한 의료서비스 모델 개발 (Bochum, Witten 대학병원 참여)
  - ESTHER : 다중질환 예방, 조기진단 및 치료기술 개발 (독일 암연구센터, 하이델베르크 대학병원 참여)
  - KORA-Age : 고령자의 노화 예방 및 성공적인 노후에 관한 종단연구 (헬름홀츠 연구협회 보건·환경연구소, 뮌헨공대 의료통계 및 전염병연구소 참여)
  - LUCAS : 고령화 프로세스 및 구조 분석, 혁신적이고 저렴한 의료서비스 개념 개발을 통해 고령인구의 이동성 및 생활의 질 향상 (함부르크 노인성 질환 연구소 및 Greifswald 대학 심리학연구소 참여)
  - AMA : 고령자 독립성을 고취시키기 위한 사회·환경적 조치방안 연구 (베를린 샤리테 대학병원, 독일 고령화연구소(DZA), 로베르트-코흐 연구소 참여)