BioINdustry
(BioIN + Industry) : 바이오 산업별 시장현황 및 전망정보 제공바이오의약품 CDMO 시장의 성장 기회
- 등록일2023-12-14
- 조회수6892
- 분류레드바이오 > 의약기술, 제품 > 바이오의약
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발간일
2023-12-14
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키워드
#바이오의약품#CDMO
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[BioINdustry No.188] 바이오의약품 CDMO 시장의 성장 기회
국가생명공학정책연구센터 연구원 정주혜
※ 본 보고서는 프로스트앤설리번에서 발간한 ’Growth Opportunities in the Biologics Contract Development and Manufacturing orgaization Sector(2023.05)’ 보고서 등을 참고로 생명공학정책연구센터에서 재구성한 것임
◈ 목차
요약문
1. 바이오의약품 CDMO 시장 동향
1) 바이오의약품 CDMO 비즈니스 모델 - 가치사슬 확장
2) 급성장하는 차세대 바이오의약품 모달리티
3) 바이오시밀러 시장 확장
4) 기타 동향
2. 바이오의약품 CDMO 시장 분석
1) 주요 경쟁기업
2) 모달리티별 파이프라인
3) 바이오의약품 제품
4) 바이오프로세스 기술 - 일회용 바이오리액터와 고정식 다회용 바이오리액터
5) 지역별 바이오제조 역량 분포
3. 바이오의약품 CDMO 시장 전망
1) 예측 방법론, 전제조건 및 고려사항
2) 전체 수익 전망
① 수익 전망 – 제품 유형별
② 수익 전망 – 발현 시스템 유형별
③ 수익 분할 전망 – 서비스 유형별
4. 성장 기회 및 저해요인
1) 성장기회요인
2) 성장저해요인
5. 성장 전략 분석
1) 유럽 내 CGT 제조 역량 구축
2) 아시아의 바이러스 벡터 제조 역량 개선 및 확장
3) 마이크로바이옴 치료제 제조 역량 강화
4) 바이오 제조에 AI 및 디지털 트윈 도입
5) 새로운 모달리티를 위한 발굴 및 전임상 서비스 제공
6) CGT를 위한 맞춤형 공정분석기술(PAT) 개발
[요약문]
바이오의약품의 위탁개발 및 생산 서비스를 제공하는 바이오의약품 CDMO 시장은 2022년 약 203억 달러(약 26조 8,700억 원)에서 연평균 15.3%로 성장하여 2028년 약 477억 달러(약 63조 4,500억 원) 규모로 확대 전망
[그림 1] 바이오의약품 CDMO 시장 성장 지표, 2022
출처 : 프로스트앤설리번, Growth Opportunities in the Biologics Contract Development and Manufacturing Organization Sector, 2023, 생명공학정책연구센터 재가공
□ 바이오의약품 CDMO 시장의 성장 기회 요인으로는 바이오의약품 파이프라인 증가, 새로운 모달리티의 등장, 바이오시밀러 출시와 CDMO 기업들의 활발한 역량 강화 등이 있으며, 성장 저해 요인으로는 자금 불안정성, 원재료값 상승, 전문인력 부족 등이 있음
□ 본 보고서는 바이오의약품 CDMO 시장의 동향과 함께 미래 전망을 예측하고, 바이오의약품 CDMO 산업이 직면한 상황들을 어떻게 기회로 딛고 나아갈 수 있을지 성장 기회 및 전략 분석
◈본문
1. 바이오의약품 CDMO 시장 동향
바이오의약품 CDMO(Contract Development Manufacturing Organization)는 바이오의약품 위탁생산(CMO)과 위탁개발(CDO)을 함께 일컫는 말로 의약품의 개발·생산 서비스를 함께 제공하는 것을 의미
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1) 바이오의약품 CDMO 비즈니스 모델 – 가치사슬 확장
□ CDMO 기업들은 전임상 연구 및 발굴에서부터 공급망 서비스까지 가치사슬 양끝으로 확장하며 역량 강화 중
[그림 2] 바이오의약품 CDMO 기업의 역량 확장
출처 : 프로스트앤설리번, Growth Opportunities in the Biologics Contract Development and Manufacturing Organization Sector, 2023, 생명공학정책연구센터 재가공
2) 급성장하는 차세대 바이오의약품 모달리티
□ 더 안전하고 정확하며, 개인 맞춤형 치료에 대한 수요는 CGT 및 mRNA 같은 새로운 모달리티의 성장을 가속화
○ 유전자 치료제 전달체로 사용되는 AAV(아데노 연관 바이러스)의 경우 가장 큰 성장 분야 중 하나로, 현재 바이러스 벡터 수요가 공급을 초과하는 상황
□ CGT는 생산 과정이 복잡하고, 제조 역량이 부족한 중소 규모 제약사나 연구기관에서 많이 개발되어 아웃소싱 비중 높음
○ 복잡한 바이오의약품의 출현에 따라, 다양한 수요에 맞춰 민첩하게 전주기(end-to-end) 서비스를 제공하는 바이오의약품 CDMO는 갈수록 중요해질 것
□ 이렇게 급성장하는 차세대 바이오의약품 파이프라인 지원을 위해 바이오의약품 CDMO 기업은 제조 역량 활발히 확장 중
[표 1] 차세대 바이오의약품 모달리티를 위한 CDMO 기업의 활동, 2022
| 대형 CDMO | 중형 CDMO | 소형/틈새 CDMO |
확장전략 | 수평·수직적 | 수평적 or 수직적 | 표적화된 투자 |
서비스 범위 확대 및 경제적 규모 달성을 위한 다양한 거래와 내부확장 | 집중·전략적 역량 확장을 위해 선택적 자산 확보 | 보완해야 할 영역과 인접한 부문에만 투자 | |
성장부문 | 모달리티, 기술, 서비스 조합, 초기 및 후기 단계 지원, | 새로운 기술이나 서비스를 갖추기 위한 수평적 확장과 서비스 결합을 제공하기 위한 수직적 확장 | 수직적 확장을 위한 목표 투자 & 특정 모달리티의 기술 획득을 위한 수평적 확장 |
대표기업 | Lonza, Catalent, FUJIFILM Diosynth Biotechnologies | AGC Biologics, Recipharm, Avid Bioservices | Andelyn Biosciences, Forecyte Bio, National Resilience, Porton Advanced |
사례 | (Catalent 社) '23년 벨기에의 유러피안 센터에 pDNA 제조시설 오픈
(Catalent 社) '22년 Erytech Pharma로부터 프린스턴에 있는 세포치료제 제조 시설을 4,450만 달러에 인수 | (Avid Bioservices 社) 캘리포니아주 코스타 메사에 53,000 제곱피트 규모의 1단계 바이러스 벡터 제조시설 오픈 | (Andelyn Biosciences 社) 오하이오주 콜럼버스에 200,000 제곱피트 규모의 GMP 임상·상업적 유전자 치료제 제조 시설 건설
(Forecyte Bio 社) 바이러스 벡터, 세포치료제 및 플라스미드 DNA 제조를 위한 새로운 GMP 시설 오픈 |
출처 : 프로스트앤설리번, Growth Opportunities in the Biologics Contract Development and Manufacturing Organization Sector, 2023, 생명공학정책연구센터 재가공
3) 바이오시밀러 시장 확장
□ 바이오시밀러란 특허가 만료된 바이오의약품을 본떠서 만든 의약품을 의미하며, 오리지널 의약품과 비교평가에서 동등성이 입증된 의약품
□ (수요 창출) 100개 이상의 바이오시밀러가 임상 개발 중이며 5년 이내 미국에서 출시될 것으로 예상됨. 이는 바이오의약품 CDMO에 대한 상당한 수요를 창출할 것
□ (탄력적 공급망) 회사는 바이오시밀러 개발을 위한 통합적인 제조 서비스를 제공하는 쪽으로 빠르게 변화하고 있음
○ (Scorpius BioManufacturing 社) 탄력적인 공급망과 고객 일정 충족을 위해 원료 재고를 확보하고 공급업체와의 관계를 구축하는 아웃소싱 팀을 꾸림
□ (기업간 파트너십 증가) 바이오시밀러 공동개발을 위한 R&D 파트너십의 증가
○ '23년 Humira의 바이오시밀러가 여러 회사에서 출시됨에 따라, 이들의 일관되고 안정적인 공급을 위한 제약회사-CDMO 파트너십이 증가할 것으로 추측
4) 기타 동향
□ 친환경적 지속가능성을 반영한 성장전략
○ 유럽의 에너지 위기, 빠른 에너지 가격 상승, 천연가스 등의 불안정한 공급 문제로 인해 CDMO 산업계는 친환경적 중장기 전략을 고안하는 추세
╶︎(ROVI 社) 태양광 패널을 제조 현장에 설치하여 전력을 공급하는 등 재생 에너지에 투자
╶︎(Vetter 社) 720만 달러 이상을 에너지 효율적친환경적 기술에 투자
╶︎(CordanPharma 社) SBTi 원칙을 공장에 적용하여 온실가스 방출 최소화를 목표로 함
※︎SBTi(Science Based Targets initiative): 과학적 근거에 기반한 온실가스 감축 목표 수립을 위한 이니셔티브
□ 내부적 도전과제 : 인력부족
○ CDMO 시설의 급속한 증설과 데이터 과학자, 엔지니어 등 전문가의 부족으로 인재 경쟁이 심하며, 특히 CGT종양학 같은 차세대 분야는 심각한 인력 부족
○ 장기적인 재교육, 기술 향상 프로그램 등 인재 전략이 고안될 것
╶︎(Thermo Fisher Scientific 社) 독자적인 ThermoFisher University와 트레이닝 허브, 디지털과학 교육 서비스, 디지털과학 가상교육 플랫폼 등을 통해 디지털 기술 인재 육성
[참고자료] 국내 바이오제약 분야 인력 문제 바이오의약품 제조산업 및 시설 확장에 따른 인력수요가 커질 것으로 전망되면서, 국내 CDMO 전문인력의 확보가 중요해지는 상황. 보건복지부와 한국보건산업진흥원이 발표한 ‘바이오헬스 인재양성 방안’을 참고하면 2027년까지 약 10만 8,700명의 추가 인력이 요구되나, 해당 기간 산업 진출 예상 인력은 3만 4,000명에 불과
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2. 바이오의약품 CDMO 시장 분석
○ 본 보고서는 글로벌 바이오의약품 CDMO 시장의 동향과 향후 시장전망을 분석
▶ 제품 유형에 따른 시장 세분화
▶ 발현 시스템 유형에 따른 시장 세분화
▶ 서비스 유형에 따른 시장 세분화
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1) 주요 경쟁기업
□ 경쟁기업 수 : 100+
□ 선도기업 : Lonza, Boehringer Ingelheim BioXcellence, 삼성바이오로직스, Catalent, Thermo Fisher Scientific, WuXi Biologics, AGC Biologics, FUJIFILM Diosynth Biotechnologies, Pfizer CentreOne
[그림 3] 바이오의약품 CDMO 시장의 지역별 주요 경쟁기업
출처 : 프로스트앤설리번, Growth Opportunities in the Biologics Contract Development and Manufacturing Organization Sector, 2023
[그림 4] 바이오의약품 CDMO 시장 기업별 수익 점유율, 2022
출처 : 프로스트앤설리번, Growth Opportunities in the Biologics Contract Development and Manufacturing Organization Sector, 2023
○ (Lonza 社) 2022년 기준 전체 점유율 20.7%로 선두를 달리며, 2023년 상반기도 4조 5,000억 원으로 매출 1위를 고수. 303kL의 생산용량을 보유하고 있으며 올해 초 스위스에 대규모 상업용 의약품 시설 건설을 시작
○ (Catalent 社) 공격적인 인수와 제조역량 확장으로 바이오의약품 CDMO 매출 상위 기업에 진입. 아직까지 모더나의 COVID-19 의약품 충전/마감 서비스를 제공하고 있으며, COVID-19를 넘어 독감이나 호흡기세포융합바이러스 백신 등으로도 사업을 확장할 계획. 최근 전략적 거래를 통해 CGT, pDNA 생산, 완제의약품 등 바이오의약품 생산에 집중
○ (삼성바이오로직스/WuXi Biologics 社) APAC의 삼성바이오로직스와 WuXi Biologics가 도합 점유율 19.5%로 빠르게 성장 중. 삼성바이오로직스는 2022년에 매출 55.4% 증가를 이뤘을 뿐 아니라, 2023년 상반기에 화이자, 노바티스, 로슈, BMS 등 글로벌 빅파마와 위탁생산 계약을 체결하며 역대 최대 실적을 기록. WuXi Biologics는 여러 국가에 생산설비를 갖추며 지속적으로 생산능력을 확대하고 있으며, 2024년까지 430kL의 생산 규모를 갖출 계획
2) 모달리티별 파이프라인
□ 아직까지 단클론항체를 포함한 항체의약품이 바이오의약품 파이프라인을 주도
○ 2019년부터 단클론항체는 전체 승인 및 판매 의약품 시장에서 50% 이상을 점유
╶︎또한 ADC, 이중특이성 항체, 항체 단편 포함 2,500개 이상의 단클론항체/항체 유래 의약품이 임상 개발 중
○ 그러나 다수의 CGT가 임상 1상 진행 중임을 고려하면, 차세대 바이오의약품이나 복합 항체 제품을 위한 제조 역량기술 숙련도가 공격적으로 구축되는 중
[그림 5] 바이오의약품 CDMO 시장: 바이오의약품 파이프라인, 2022
출처 : 프로스트앤설리번, Growth Opportunities in the Biologics Contract Development and Manufacturing Organization Sector, 2023, 생명공학정책연구센터 재가공
[참고자료] 항체-약물 접합체(ADC) 모달리티의 성장 ADC가 새로운 모달리티로 떠오르면서, 주요 바이오의약품 CDMO 기업들은 ADC 생산역량을 지속적으로 확대 중. ADC의 경우 대규모 생산시설보다는 ADC 전용 기술 및 설비를 갖추는 것이 중요
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3) 바이오의약품 제품
[그림 6] 발현 세포주/제품 유형에 따른 분포, 2022
출처 : 프로스트앤설리번, Growth Opportunities in the Biologics Contract Development and Manufacturing Organization Sector, 2023, 생명공학정책연구센터 재가공
□ 동물세포 기반 제품 및 항체 제품 증가
○ 2002년에는 미생물 기반 제품과 동물세포 기반 제품이 절반씩 분포했으나, 2022년에는 67.5%가 동물세포 기반
╶︎이는 비항체 제품에 비해 항체 기반 제품 승인이 증가했기 때문으로 추정
╶︎실제로 동물세포 기반 제품을 들여다보면 2/3가 항체 제품(전체의 44.9%)
○ 2002년에는 약 80%가 비항체 제품이나, 이후 항체 기반 제품이 크게 증가하여 2022년에는 52.8%가 비항체, 47.2%가 항체 기반 제품
4) 바이오프로세스 기술 – 일회용 바이오리액터와 고정식 다회용 바이오리액터
[그림 7] 동물세포 기반 제조에서 SUB와 고정식 MUB의 분포, 2022
출처 : 프로스트앤설리번, Growth Opportunities in the Biologics Contract Development and Manufacturing Organization Sector, 2023, 생명공학정책연구센터 재가공
□ 지난 10년 간 동물세포 기반 제조를 위한 일회용 바이오리액터(SUB)의 용량은 전체 유닛의 1%에서 13%로 증가했으며, 수량은 30%에서 46%로 증가
○ 빠르고 효율적인 생산, 교차오염 근절, 공정 유연성 향상, 시간절약 및 공간활용 등의 이점으로 인해 일회용 바이오리액터의 사용이 증가하는 추세
╶︎다만, 상업화를 위한 대규모 바이오의약품 제조 시설의 경우 경제성규제 등의 문제로 여전히 고정식 다회용 바이오리액터(MUB) 사용
○ 미생물 기반 제조에서는 SUB가 용량 기준 2%, 수량 기준 10% 미만으로 여전히 적은 비중
5) 지역별 바이오제조 역량 분포
[그림 8] 지역별 바이오제조 역량 분포, 2022
출처 : 프로스트앤설리번, Growth Opportunities in the Biologics Contract Development and Manufacturing Organization Sector, 2023, 생명공학정책연구센터 재가공
□ 동물세포 배양에서는 북아메리카, 미생물 배양에서는 유럽이 높은 역량을 보임
□ 아시아는 양쪽 모두에서 점유율이 낮으나, 대형 바이오의약품 CDMO 기업들의 확장이 계획진행 중이기에 핵심 지역으로의 부상이 기대됨
○ (삼성바이오로직스 社) 2011년 설립된 삼성바이오로직스는 한국 인천 송도에 세 개의 시설로 364kL의 동물세포 제조역량을 보유하고 있으며, 264kL 용량의 네 번째 공장 2023년부터 본격적으로 가동됨. 또한 2025년 4월 가동 목표로 제5공장을 증설 중이며(784kL), 2032년까지 6,7,8공장과 유틸리티센터 완공 계획(1,324kL)
○ (셀트리온 社) 셀트리온은 2024년까지 동물세포 기반 제조 역량을 200kL, 2030년까지 600kL 갖출 예정
○ (SK팜테코 社) 최근 CGT 단일 생산시설 규모 세계 1위인 미국 CBM을 인수하면서 미국유럽 양대 시장에서 합성의약품과 CGT 현지 공급망을 구축
○ (WuXi Biologics 社) 2020년에는 생산 용량이 50kL였으나, 공격적인 증설로 현재 430kL의 동물세포 배양 용량 보유
□ 특히 거대한 내수 시장을 가진 중국의 경우 IP(지식재산권) 불확실성이 완화되면서 선호되는 아웃소싱 지역으로 부상할 것으로 보임
3. 바이오의약품 CDMO 시장 전망
1) 예측 방법론, 전제조건 및 고려사항
□ 전체 제약시장 예측과 바이오의약품 후속시장에 대한 데이터는 프로스트앤설리번의 ‘Pharma annual forecast 2020’ 참고, 전체 바이오의약품 시장에서 완제의약품과 원료의약품의 비율은 Evaluate Pharma 데이터 참고
□ 바이오의약품 COGS(매출원가)는 약 20%로 가정: 매출원가 추정치는 15~25% 범위일 수 있음. 최종 값은 ±5%의 마진 보정계수를 고려하며, CGT의 경우 다른 분야에 비해 높은 가격대를 염두에 둠. COGS는 TAM(Total Addressable Market, 전체시장) 분석에도 반영됨
□ 바이오의약품 CDMO 기업에 의한 아웃소싱은 1차 및 2차 조사를 통해 도출, 이는 전체 완제의약품과 원료의약품 부문에 적용되어 총 바이오의약품 CDMO 시장 정보 제공
□ 발현 시스템과 임상/상업화 서비스에 대한 시장 분할은 2022년의 시장 분할 정보와 함께 다양한 요인(COVID-19 영향, 세포주 유형별 임상 파이프라인, 주요 시장의 바이오의약품 승인 동향, 바이오의약품 특허 만료, 바이오시밀러 파이프라인, 바이오의약품 예상 출시 날짜 등)을 고려한 예측 모델링 기반
2) 전체 수익 전망
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[그림 9] 글로벌 바이오의약품 CDMO 시장 수익 전망, 2022-2028
출처 : 프로스트앤설리번, Growth Opportunities in the Biologics Contract Development and Manufacturing Organization Sector, 2023
□ (COVID-19 영향) '20년 말부터 '21년까지 COVID-19 백신 및 치료제의 신속한 대규모 생산을 요구하는 전례 없는 수요가 있었고, 이는 '22년에 정상화
□ (부정적 요인) COVID-19 관련 물량 감소, 인플레이션 및 공급망 압박, 지난 2년간 공격적 인수에 사용된 스타트업 비용 등은 2022년 시장에 부정적인 영향을 미쳤으며 2023년에도 영향을 미칠 수 있는 요인으로 꼽힘
□ (자금조달 둔화) 2022년 생명공학 관련 자금 조달 둔화로 인해 CGT 부문의 초기 성장이 단기적으로 중단
○ 2022년 Lonza와 Catalent의 CGT 부문 매출은 전년도에 비해 감소
○ 그러나 CDMO 사업의 70% 이상은 임상 3상과 상업적 제조 단계에서 발생하므로, 단기적 현금 흐름이 보장된다면 지속 성장으로 이어질 가능성 있음
□ (자본 지출 연기) 거시경제의 역풍을 이기고 강력한 마진 및 현금 흐름으로 자산활용율을 유지하기 위해, 바이오의약품 CDMO는 진행 혹은 계획된 사업 확장에 대한 자본 지출(CAPEX)을 연기 혹은 재고할 것으로 예상
○ (Catalent 社) 옥스퍼드와 프린스턴 시설에 대한 자본 지출을 2024년까지 연기
※︎자본 지출(CAPEX, Capital expenditures): 미래 이윤을 창출하기 위해 사용하는 자금
□ (CRDMO 차별화) 개발 및 제조 뿐 아니라 비임상, 임상 연구까지 지원하는 CRDMO 사업 모델은 새로운 모달리티에 대한 초기 개발 서비스 수요가 급증함에 따라 바이오 CDMO 기업의 주요 차별화 요소가 될 것으로 전망
① 수익 전망 – 제품 유형별
□ 원료의약품 제조가 바이오의약품 CDMO의 수익창출에 지배적이긴 하나, 아웃소싱 편의성 증가, IP 공유 리스크 감소, 기술이전 문제 등으로 완제 의약품 분야도 빠른 성장을 경험할 것
[그림 10] 바이오의약품 CDMO 시장 수익 전망 – 제품 유형별, 2020-2028
출처 : 프로스트앤설리번, Growth Opportunities in the Biologics Contract Development and Manufacturing Organization Sector, 2023, 생명공학정책연구센터 재가공
○ 원료의약품 시장은 2022년 132억 1,000만 달러의 매출을 기록했으며, 연평균 15.1% 성장하여 2028년 314억 7,000만 달러에 이를 것으로 예상
○ 완제의약품 시장은 2020년 67억 7,000만 달러의 매출을 기록하여, 2022년부터 연평균 15.7% 성장하여 2028년에는 162억 6,000만 달러에 이를 것으로 예상
○ 충전 마감, 분석 테스트, 멸균과 기타 테스트 등 다른 대량 아웃소싱 서비스도 있지만, 임상/상업적 제조 서비스를 포함한 배양 및 정제 공정 서비스가 수익 측면에서 지배적
○ 바이오의약품 CDMO 플랫폼의 강점과 낮아진 IP 관련 리스크로, 완제의약품 아웃소싱이 증가하고 시장이 급등할 것으로 예상
② 수익 전망 – 발현 시스템 유형별
□ 예측기간 동안은 동물세포 시스템이 가장 우세할 것으로 전망
○ 동물세포주를 사용한 바이러스 벡터 제조의 표준화는 동물세포 시스템을 이용하는 CDMO 시장의 성장을 촉진할 것
○ 한편 화학적 합성 및 효소 생산을 필요로 하는 Antisense oligos, RNAi, mRNA 등 핵산 기반 제품에 대한 수요 증가는 나머지 두 발현 시스템 유형(미생물, 기타)의 성장을 유도할 것으로 보임
[그림 11] 바이오의약품 CDMO 시장 수익 전망 – 발현 시스템 유형별, 2020-2028
출처 : 프로스트앤설리번, Growth Opportunities in the Biologics Contract Development and Manufacturing Organization Sector, 2023, 생명공학정책연구센터 재가공
□ 수익 전망 : 동물세포 발현 시스템
○ 동물세포 배양을 통한 바이오의약품 CDMO 시장은 2022년 149억 2,000만 달러의 매출을 기록했으며, 연평균 16.5% 성장하여 2028년에는 372억 3,000만 달러에 이를 것으로 예상
○ 동물세포 시스템은 바이오의약품 CDMO 시장의 약 73.6%를 차지. 지난 4년 동안 승인을 받은 바이오의약품의 85%가 동물세포를 사용하여 생산되었으며, 이때 생산된 제품의 85%가 CHO(Chinese hamster ovary) 세포 사용
○ 바이오의약품 CDMO에 대한 제약회사들의 의존도가 높아지면서 차세대 항체 치료제 및 바이러스 벡터 분야의 제조역량 확장이 일어나는 중
╶︎(FUJIFILM Diosynth 社) '22년 6월, 세포 배양 생산 서비스를 강화하고 확장하기 위해 2026년까지 텍사스와 덴마크에 있는 설비로 16억 달러를 투자
╶︎(Charles River 社) 일련의 기업 인수를 통해 바이러스 벡터, 플라스미드 DNA, 세포치료제에 걸친 CDMO 제조 능력을 갖추면서 CGT 포트폴리오 확장
○ 바이오의약품 CDMO 기업들은 CGT 개발 지원을 위해 신기술 제조 능력 구축 중
╶︎(Millipore Sigma 社) '22년 8월, AAV, 렌티바이러스 등 바이러스 벡터 제조시설을 제공하는 VirusExpress 293 AAV 제조 플랫폼 런칭
╶︎(WuXi Advanced Therapies 社) '22년 3월, GMP 등급 AAV 제조를 위한 TESSA (Tetracycline-Enabled Self-Silencing Adenovirus) 기술 런칭
□ 수익 전망 : 미생물 배양 시스템
○ 미생물 배양을 통한 바이오의약품 CDMO 시장은 2022년 37억 5,000만 달러의 매출을 기록했으며, 연평균 14.1% 성장하여 2028년에는 82억 6,000만 달러에 이를 것으로 예상
○ 선도기업들은 미생물 세포 배양 제품에서 CGT 분야와 동물세포 배양 시스템으로 천천히 전환하고 있는 추세이나, 최근 승인된 바이오시밀러의 상당 제품이 글리코실화나 동물세포의 PTM을 필요로 하지 않기에 이러한 제품들의 제조는 대장균같이 저렴한 시스템에서 제조할 가능성이 높음
○ 대장균과 함께 Pichia pastoris, Saccharomyces cerevisiae, Pseudomonas fluorescens 등이 제조에 활용되며, 제조기술의 발전으로 인해 효모와 곰팡이 등 비동물 진핵세포 시스템에서 제조능력 및 수율 증가
□ 수익 전망 : 기타 시스템
○ 동물세포미생물 제외 기타 시스템을 이용한 바이오의약품 CDMO 시장 부문은 2022년 16억 1,000만 달러의 수익을 냈으며, 연평균 성장률은 5.6%로 2028년 22억 4,000만 달러에 이를 것으로 전망
○ 핵산 기반 백신과 효소를 이용한 mRNA 제조 역량 증가가 이 부문의 성장을 주도. 예측기간 동안은 antisense oligo, RNAi, mRNA 기반 치료제가 주요 성장 동력일 것으로 보임
○ COVID-19 팬데믹 동안 RNA 기반 치료제가 상당한 주목을 끌며 RNA 활성을 정밀하게 제어하는 플랫폼, RNA 관련 파이프라인이 강화됨. RSV 백신 등 COVID-19 이외의 질병을 타겟으로 하는 핵산 기반 백신이 나올 것으로 기대
○ 제약회사들은 바이오의약품 CDMO와 협력하여 대규모, 전문화된 초기단계 나노입자 제제 개발 및 특성분석 기술을 활용하고자 함
※︎LNP(Lipid nanoparticle) 같은 나노입자는 핵산을 비롯한 다양한 약물의 세포 내 전달에 사용
╶︎Corden Pharma와 eTheRNA 등 바이오의약품 CDMO 기업의 LNP 분야 진입은 RNA 치료제의 상업화를 주도할 것으로 전망
③ 수익 분할 전망 – 서비스 유형별
[그림 12] 바이오의약품 CDMO 시장의 수익 분할 전망 – 서비스 유형별, 2022/2028
출처 : 프로스트앤설리번, Growth Opportunities in the Biologics Contract Development and Manufacturing Organization Sector, 2023, 생명공학정책연구센터 재가공
□ 2022년 기준 바이오의약품 CDMO 수익의 70%가 상업적 제조에서, 30%가 임상 제조에서 발생. 이러한 수익 분할은 2028년에도 유사할 것으로 전망
□ 임상 제조의 성장에는 혁신을 주도하는 소규모 신흥 바이오 제약회사들이 크게 기여하며, 이들은 신약 개발 파이프라인의 60%를 차지
□ 차세대 바이오의약품 및 바이오시밀러의 승인으로 인해 상업적 제조의 성장 또한 이루어질 전망
○ 기존 바이오의약품 CDMO의 개발 역량 강화와 함께, 더 많은 CDMO가 CGT 등 차세대 복합 바이오의약품을 위한 발굴 및 초기 개발 서비스를 제공할 것
4. 성장 기회 및 저해요인
1) 성장기회요인
[표 2] 바이오의약품 CDMO 시장의 성장기회요인, 2023-2028
성장기회요인 | 1-2년 | 3-4년 | 5-6년 |
바이오의약품 파이프라인 증가와 새로운 바이오제약회사의 등장으로 인한 CDMO 수요 증가 | 높음 | 높음 | 높음 |
CGT 등 차세대 모달리티 제조에 적합한 민첩하고 유연한 제조설비 구축 | 높음 | 높음 | 보통 |
복잡한 개발 및 제조 과정을 아웃소싱하는 대형제약사 증가 | 높음 | 보통 | 보통 |
CDMO에서 CRDMO로 전환 – 발굴에서 상업화까지 전 단계 서비스 제공 | 높음 | 보통 | 보통 |
Right-shoring*을 위한 제약사들의 공급망 및 프로세스 구축 * Right-shoring : 적절한 자원을 저렴한 비용으로 적절한 장소에 제공하는 전략 | 높음 | 보통 | 보통 |
출처 : 프로스트앤설리번, Growth Opportunities in the Biologics Contract Development and Manufacturing Organization Sector, 2023, 생명공학정책연구센터 재가공
2) 성장저해요인
[표 3] 바이오의약품 CDMO 시장의 성장저해요인, 2023-2028
성장저해요인 | 1-2년 | 3-4년 | 5-6년 |
신흥제약사의 자금 불안정성 | 높음 | 보통 | 보통 |
차세대 모달리티 의약품들의 수요 변동성은 모듈식 시스템 등 유연한 제조 시설을 요구하는데, 이는 상당한 투자와 개발 필요 | 높음 | 보통 | 보통 |
원료가격 상승, 운송 및 화물비용 증가, 인플레이션 압력으로 인한 비용 부담 증가 | 높음 | 보통 | 낮음 |
CDMO 기업들의 내부 역량 확장으로 인한 경쟁 증가 및 마진 감소 | 보통 | 보통 | 보통 |
전문인력 확보 및 유지가 어려움 (특히 새롭게 성장하는 CGT 분야) | 보통 | 보통 | 보통 |
출처 : 프로스트앤설리번, Growth Opportunities in the Biologics Contract Development and Manufacturing Organization Sector, 2023, 생명공학정책연구센터 재가공
5. 성장 전략 분석
1) 유럽 내 CGT 제조 역량 구축
□ 상황 및 정의
○ 미국에 전세계 첨단의약품(ATMP) 제조시설의 절반이 있고, 아시아의 ATMP 임상시험이 빠르게 증가하고 있는 반면('21년 255개) 유럽의 ATMP 임상은 하락세('21년 89개)
○ 유럽에서 승인된 24개의 ATMP 중 7개가 보험 급여 등의 이슈로 시장에서 철수했으며, 유럽에 본사를 둔 개발 기업의 수는 5년 전보다 2% 감소('22년 6월 말 기준)
○ 자원과 제조 역량 부족 문제와 더불어, 단편화된 시장이라 국가마다 다른 규제가 적용되어 CGT의 시장접근이 늦어짐
□ 행동 전략
○ 시장 접근 장벽을 낮추고, 가격 책정 매커니즘을 보안하며 주요 플레이어들끼리의 협업을 통해 문제점을 개선할 필요
○ 학술 연구 결과가 자금 부족, 특히 개발을 유지할 자금 부족으로 상업화되지 못하는 상황이므로 어떻게 이를 보완할 수 있을지 제약회사들의 고민이 필요
○ 제약회사들은 CDMO와의 파트너십을 통해 의료/임상 센터와 연결 가능. 이는 새로운 치료제와 적절한 초기 공정을 확보하고, 초기 단계부터 상업적인 전략을 개발하는 것에 도움을 줄 수 있음
[참고자료] CGT 개발을 저해하는 유럽의 특수한 요인들 CGT 개발에는 기술적 문제, 높은 가격, 복잡한 공급망, 장기간 안전성 우려 등이 도전과제로 꼽히나, 유럽의 경우 더 특수한 요인들이 존재
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2) 아시아의 바이러스 벡터 제조 역량 개선 및 확장
□ 상황 및 정의
○ 전세계 바이러스 벡터 제조 용량의 절반 이상이 미국에 있고, 아시아에는 10%뿐
○ 최근 아시아, 특히 중국의 바이오의약품 제조 능력이 향상되고 있으나 CGT 제조에 있어서는 다른 지역을 따라잡지 못함
○ CDMO 기업들은 재현성을 개선하고 배치 실패를 줄이기 위한 3차원 서스펜션 시스템, 폐쇄 루프식 연속제조, 세포 배양 조건 실시간 모니터링 및 프로세스 자동화 등 진화하는 기술의 채택을 주도하며 통합적인 솔루션 제공을 꾀하는 상황
□ 행동 전략
○ 아시아 지역 CDMO 기업의 바이러스 벡터 제조 역량 확장이 필요하며, 바이러스 벡터 관리 및 분석법에 대한 표준 개발이 중요
○ 여러 벡터, 혈청형에서 사용할 수 있는 CGT 관련 플랫폼 기술 및 프로세스는 비용개발 일정을 단축하는데 유용할 것
○ At-line 혹은 In-line 분석이 바이러스 벡터 개발 프로토콜에 통합되면 실시간 제품 출하 및 지속적인 바이오프로세싱이 가능해질 것
※︎At-line분석: 공정 중 검체 수동 체취 및 분석 / In-line분석: 공정 내 자동화된 분석 프로세스 포함
○ 자동화된 밀폐형 바이오리액터 및 미세유체 플랫폼 적용을 통한 공정 최적화
3) 마이크로바이옴 치료제 제조 역량 강화
□ 상황 및 정의
○ 개인마다 마이크로바이옴에 차이가 있으며, 질병만성질환 등에 따라 다양한 구성을 가짐이 알려지면서 중요한 바이오의약품 모달리티로 부상
○ '22년 11월, Ferring 社의 재발성 CDI(Clostridium difficile infection) 치료를 위한 마이크로바이옴 신약 ‘Rebyota’ 승인은 마이크로바이옴 산업에 중요한 이정표
╶︎이는 의약품으로 살아있는 미생물을 사용하는 것에 대한 규제 검증 제공
○ '23년 4월, Seres Therapeutics 社의 첫 경구용 마이크로바이옴 치료제 ’Vowst(SER109)‘가 FDA 승인을 받으며 마이크로바이옴 치료제의 상업화 가능성을 높임
╶︎Vowst는 출시 4개월 만에 순매출 750만 달러를 기록하며 치료제로서 신규 카테고리 구축
○ 마이크로바이옴 치료제에 적합한 제조, 분석 및 인체 전달 방안 필요. 또한 환자의 마이크로바이옴 다양성이 치료제의 효과에 미칠 영향을 관리할 방법, 미생물 군락을 효과적으로 확장하고 적절한 투약 수준을 결정하기 위한 전략이 필요한 상황
□ 행동 전략
○ 제조 공정의 복잡성과 제한된 GMP 생산시설전문지식의 가용성으로 인해, 마이크로바이옴 치료제 개발사는 특정 제조 공정들을 적극적으로 아웃소싱할 것으로 보임
╶︎(MaaT Pharma 社) '22년 2월, 마이크로바이옴 치료제 제조 공정 확립을 위해Skyepharma와의 파트너십 체결
╶︎(Seres Therapeutics 社) 최초의 경구형 재발성 CDI 치료제인 ‘SER109’ 제조를 위해 Bacthera와 파트너십 체결
○ 마이크로바이옴 치료제의 제조, 배합, 체내전달 및 보관 문제를 해결하는 것이 중요
╶︎효과적인 체내전달을 위해서 마이크로 로봇주입식 포자 같은 최첨단 방식을 고려할 필요
4) 바이오 제조에 AI 및 디지털 트윈 도입
□ 상황 및 정의
○ 바이오의약품의 제조 공정이 제대로 통제되지 않으면 변동성이 생겨 환자의 위험을 초래할 수 있으며, CMC*에 부합하는 일관된 제품을 생산하기 위해서는 제조 공정 통제가 중요
※︎CMC(Chemistry, Manufacturing, Control) : 의약품의 공정 개발·제조 및 품질관리
○ 약 70%의 제조 데이터가 전혀 활용되지 못하고, 시설에서 사용되는 비용의 25%가 규제 준수 관련 비용으로 사용되며, 제약산업에서는 품질과 운영 효율성 문제로 매년 400억 달러 이상의 비용이 발생
○ AI 기술은 운영 효율성 증가, 고객 중심적인 운영뿐 아니라 임상 환자 모집 지원 등에 폭넓게 활용될 수 있음
○ Aizon, Nexocode, Stamm, BiologIC Technologies, Avantor 등 AI/머신 러닝 관련 기업과 시스템 자동화 전문가들은 제조 공정 관리 및 최적화를 지원하는 자동화 솔루션을 통해 틈새 시장 구축 중
□ 행동 전략
○ 스마트 바이오팩토리의 비전을 실현하기 위해선 AI와 디지털 트윈 구현이 필수적
○ 장비 및 모든 생산공정이 별다른 조작 없이 자동으로 진행될 수 있도록 바이오의약품 CDMO 기업들과 기술 제공업체의 협력이 필요
○ 시간, 에너지 및 자원 절약을 위한 디지털 트윈 적용. 이론 적용 전 in silico 시뮬레이션을 통해 최적의 프로세스 설계 채택 가능
╶︎(Insilico biotechnology AG 社) 디지털 트윈 생태계 제공을 위해 Meyer Chroma Technology와 파트너십 체결
╶︎(GSK 社) Atos, Siemens과 협력하여 백신 제조 공정 하나를 디지털 트윈으로 시범 운영
╶︎(Sanofi 社) 백신 제조 시설에 3D 공간 플랫폼을 도입하고자 Dassault System과 협약
5) 새로운 모달리티를 위한 발굴 및 전임상 서비스 제공
□ 상황 및 정의
○ 펩타이드-약물 접합체(PDC), CGT, Oligonucleotide 등 새로운 모달리티의 치료제는 높은 복잡성과 제조 역량 문제로 인해 전문적인 발굴 서비스를 필요로 함
○ 고품질 전임상 자료를 제공하는 전임상 서비스를 통해 새로운 모달리티 신약의 IND(임상시험 계획 승인신청)가 신속하게 처리되도록 도울 수 있음
□ 행동 전략
○ CDMO 기업들은 바이오의약품 설계를 지원하는 AI 기반 툴과 소프트웨어를 제공하고, 의약품에 대한 생물학적화학적 특징 이해를 도와 R&D를 지원할 수 있음
○ 새로운 RNA와 CGT 제품의 개발 촉진에는 신속한 전임상 평가가 중요하므로, CDMO 기업에서 규제 서비스와 함께 IND를 위한 고품질 전임상 자료 제공
╶︎(Wheeler Bio 社) 오픈소스 기술 플랫폼인 Portable CMC를 통해 항체 치료제에 대한 IND 제출 프로세스를 표준화
╶︎(Center for Breakthrough Medicines 社) 고품질의 원료의약품완제의약품 및 데이터를 제공하여 5개월 안에 IND를 완료하도록 돕는 ‘전임상 패키지’ 제공
6) CGT를 위한 맞춤형 공정분석기술(PAT) 개발
□ 상황 및 정의
○ 공정분석기술(Process analytical technology, PAT)은 공정과정을 실시간으로 측정하여 설계분석제어하는 기술로, CGT 생산과정에서의 낭비를 줄일 뿐 아니라 제조 과정 통제를 통해 제품 품질 고도화에 기여
○ 산업별 PAT 개발 및 통합은 공정 모니터링 및 제어를 지원하여 효율성을 개선하고, 바이러스 벡터 제조 중 발생하는 배치간 품질 변동 및 실패를 줄이는데 도움
○ 현재 CGT 분야에 적용되는 PAT는 전통적인 바이오의약품 제조 공정에 사용되는 것과 동일하다는 문제가 있으며, 중요한 품질 분석이 여전히 오프라인으로 수행되고 있어 공정 제어 개선에 한계가 있음
□ 행동 전략
○ 공정 제어, 제품 특성분석 및 실시간 출시를 지원하기 위한 실시간 분석기술 확보
╶︎(Sartorius 社) Octet 플랫폼은 신속하게 바이러스 역가를 정량화하여 시간 소모가 큰 ELISA 분석을 대체
○ 혁신 의약품에 적절한 PAT 및 접근 방식을 이해하는 것이 중요
╶︎영국에선 정부 차원의 CGT 혁신 센터 CGT Catapult와 다양한 기술 분야에 속한 기업들이 CGT 제조를 위한 PAT를 개발하기 위해서 PAT 컨소시엄 구성
...................(계속)
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