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첨단 치료제의 대전환기: 대중화를 향한 3대 전략

세포·유전자·RNA 치료제를 둘러싼 기술·제조·상업화 과제

2020년 딜로이트 헬스 솔루션 센터(Deloitte Health Solution Center)가 첨단 치료제* 분야를 이끄는 주요 전문가들과 소통했을 당시, 이전까지는 치료가 어려웠던 질환들에 대해 해결의 실마리가 보이기 시작하면서 업계에는 투자와 낙관론이 넘쳐나고 있었다[*본 고에서 ‘첨단치료제’(advanced therapy)는 세포치료제, 유전자치료제, RNA(리보핵산) 기반 치료제를 포함한다]. 동시에, 업계 주요 전문가들은 여전히 풀리지 않은 과제를 지적했다. 가장 큰 문제는 바로 대중 의약품 생산에 맞춰 구축된 체계 하에서 고도로 개인화된 맞춤형 치료제를 설계하고 생산해내야 한다는 구조적 모순이었다.
그로부터 몇 년이 지난 지금, 첨단 치료제 산업은 한층 더 성숙해지고 있다. 제약사들은 이제 첨단 치료제를 자가면역질환, 제1형 당뇨병, 다양한 원인의 신경계 질환 등 새로운 치료 분야로 확장하고 있으며, 동시에 생산 공정, 디지털 전환, 제품 안전성 측면에서도 상당한 발전을 이뤄내고 있다¹. 딜로이트 헬스 솔루션 센터는 세포치료제, 유전자치료제, RNA(리보핵산) 기반 치료제 등 첨단 치료제 분야의 최신 기업 전략과 과제에 대해 새로운 시각을 제시하기 위해, 2024년 12월부터 2025년 7월까지 바이오테크, 바이오의약품, 그리고 산업 생태계 내 협력 기업의 고위 임원 14인을 인터뷰하였다(방법론 참고). 이러한 업계 전문가들이 전해준 인사이트는, 개선된 비용 구조와 생산성 향상을 바탕으로 첨단 치료제 분야가 진화할 가능성을 보여주고 있다.
하지만 진전만 있었던 것은 아니며, 해결 과제가 산적해 있다. 과학기술은 빠르게 발전하고 있지만, 이를 뒷받침할 비즈니스 모델과 인프라는 아직 그 속도를 따라가지 못하고 있는 상황이다. 특히 최근 투자 환경이 녹록치 않다 보니, 자금을 확보하기 위해서는 명확하고 확대 적용 가능한 전략과 분명한 가치제안이 절실해지고 있다. 이전 딜로이트 연구에서 주목했듯이, 디지털 통합이 잘 된 엔드투엔드(end-to-end) 모델은 기업 내 부서 간의 벽을 허물고 민첩성과 확장가능성을 실현하는 데 중요하다. 산업의 발전을 위해서는 R&D, 공급망 및 제조, 상업화 등 전반적인 역량 강화가 수반되어야 할 것이다. 본 고는 다가올 변화의 물결 속에서 핵심 기회와 당면 과제에 대해 업계 리더들이 제시한 견해를 정리한 것이다.

첨단 치료제 모델이란 

첨단 치료제는 기존의 전통적인 의약품과는 본질적으로 다르다(그림 1). 전통 의약품은 대체로 대량 생산이 용이하고, 상온에서 장기 보관할 수 있으며, 광범위한 유통 체계를 갖추고 있다는 점이 특징이다. 반면 첨단 치료제는 주로 환자 개인의 세포를 이용해 맞춤형으로 제조되며, 불안정한 특성으로 인해 가능한 빠른 시간 내에 사용해야 하는 경우가 많다.2 특히 자가 세포 치료는 환자의 혈액 또는 기타 조직에서 세포를 채취해 체외에서 개인 맞춤형 세포 치료제로 제조한 후 다시 동일 환자의 정맥으로 투여하는 복잡한 과정을 거친다. 이 과정에는 일반적으로 콜드체인 운송, 철저한 신원 확인 및 추적 시스템, 그리고 정해진 시간 내 치료제 투여가 요구된다. 비용 측면에서도 환자 1인당 치료비가 최소 40만 달러에서 최대200만 달러를 상회함에도 불구하고, 치료의 장기적 효과도 불확실한 경우도 있어 치료 접근성과 보험 보장 문제는 고질적인 과제로 남아 있다.3 이러한 환경 속에서 첨단 치료제가 성공적으로 정착하기 위해서는, 개별 환자에 맞춘 치료임에도 불구하고 확장 가능한 형태로 운영될 수 있도록 설계된, 통합적이고 전사적인 비즈니스 모델을 구축할 필요가 있다.

그림 1. 전통의약품과 첨단치료제의 과정 비교  

첨단치료제 업계, 새로운 기회와 역풍 속을 항해 중 

현재까지 140개 이상의 세포, 유전자, RNA 치료제가 승인되었으며, 개발 중인 파이프라인은 4,000개를 넘는다.4 이 같은 활황에 힘입어 첨단치료제 시장은 2033년까지 연평균 18% 성장할 것으로 전망되는데, 이는 전체 바이오텍 산업의 성장세를 뛰어넘는 수치다. 5
그러나 투자 환경은 여전히 녹록지 않다. 세포 및 유전자 치료제 분야의 투자 규모는 2021년 230억 달러로 정점을 찍은 후, 2024년에는 150억 달러로 감소했다. 특히 유전자 치료제 벤처 투자는 같은 기간 동안 80% 이상 줄어들었다. 2025년 현재, 스타트업의 활동은 둔화된 상태이며, 이는 금리 인상, 까다로워진 투자자 성향, 비만 등 유병률이 높은 만성질환 중심의 패러다임 전환 등 거시경제적 변화에 따른 결과이다.6
그럼에도 불구하고 첨단치료제 분야에 대한 일부 글로벌 제약사의 관심이 커지고 있다. 애브비(AbbVie)의 캡스턴 테라퓨틱스(Capstan Therapeutics) 인수, 일라이 릴리(Eli Lilly)의 버브 테라퓨틱스(Verve Therapeutics) 인수, 아스트라제네카(AstraZeneca)의 에소바이오텍(EsoBiotec) 인수가 대표적인 사례이다.7 본 인터뷰에 따르면, 투자자들의 기준이 까다로워진 상황에서도 후기 단계 파이프라인, 플랫폼 기술, 생체 내 유전자 편집 기술에 자금이 몰리고 있는 것으로 나타났다. 또한 새롭게 떠오르는 기업들의 주요 자금 조달 경로는 상장(IPO)에서 파트너십과 라이선싱 계약으로 변화하고 있다.
딜로이트의 시장 분석에 따르면(방법론 참조), 거시경제적 역풍에도 불구하고 첨단치료제 분야는 2020년 9월부터 2025년 8월까지 총주주수익률(TSR) 약 110%를 기록하며 비견할 만한 바이오텍 벤치마크를 상회하는 성과를 냈다. 이러한 시장가치는 후기 임상 결과, 규제 승인, 파트너십 등과 밀접한 연관이 있으며, 이는 첨단치료제 분야가 과학적 리스크가 해소되고 상업화 단계에 들어섰음을 보여주는 신호로 해석된다.
운영 측면에서는, 오랫동안 발목을 잡아왔던 생산 지연과 투여 과정의 리스크가 다소 완화된 분위기이다. 인터뷰에 따르면, 세포 치료제의 제조 역량이 개선되고 안전성이 강화되면서 접근성이 전반적으로 향상된 것으로 보인다. 2025년에 다수의 세포 및 유전자 치료제 분야 리더들은 이제 ‘생존’의 단계를 지나 ‘성장’ 단계로 진입했다고 평가한다. 첨단 치료제의 수혜를 입는 환자 수는 지속적으로 증가하고 있으며, 그 적용 범위 또한 혈액질환과 암을 넘어 새로운 적응증*으로 확대되고 있다. 
(*적응증은 어떤 의약품이나 치료법이 규제기관의 승인을 통해 사용이 허용된 질병이나 증상)

그림 2. 첨단 치료제 분야의 발전 현황·과제·기회

첨단 치료제 대중화를 위한 주요 발전 분야

첨단 치료제 산업이 틈새 시장을 벗어나 주류 시장으로 나아가는 가운데, 업계 리더들은 연구개발(R&D), 생산, 사업 전략이라는 세 가지 핵심 영역에서 얻은 인사이트와 성과를 제시했다. 본 섹션에서는 선도 기업들이 실제 성과를 창출한 방식과 지속 가능하고 확장 가능한 성장을 위해 설정한 전략적 방향성을 분석한다.

첨단 치료제는 이제 희귀질환과 치명적인 질병에 국한되지 않고, 보다 흔한 질환으로 영역을 넓혀가고 있다. 한 업계 임원은 CAR-T 치료 가 혈액학과 종양학을 넘어서 확장되는 흐름을 두고 “현재 세포 및 유전자 치료 분야에서 가장 혁신적인 영역”이라고 표현했다. 미국 유전자세포치료학회(American Society of Gene and Cell Therapy)의 2분기 보고서에 따르면, 현재 진행 중인 세포 치료제 임상시험 중 76%는 암이 아닌 질환을 대상으로 하고 있으며, 여기에는 골관절염, 제1형 당뇨병, 파킨슨병 등이 포함되어 있다.8 카이버나 테라퓨틱스(Kyverna Therapeutics), 카발레타 바이오(Cabaletta Bio), 카르테시안 테라퓨틱스(Cartesian Therapeutics) 같은 기업들은 루푸스, 중증 근무력증, 다발성 경화증과 같은 자가면역 질환을 겨냥한 첨단 치료제 개발에 집중하고 있다. 이는 질병의 양상을 근본적으로 바꿔놓을 새로운 시대의 서막을 알리고 있다.9

세포 치료제의 안전성도 점점 향상되고 있다. 인터뷰에 응한 업계 리더들은 CAR-T 치료에 동반될 수 있는 급성 면역 반응, 즉 사이토카인 방출 증후군(CRS)의 발생 빈도가 6년 전과 비교해 눈에 띄게 줄었다고 밝혔다. 연구자들은 이제 CRS의 초기 바이오마커*에 대해 이해하고 있으며, 치료 효과는 유지하면서도 부작용을 줄이는 전략을 개발 중이다10.

(*바이오마커는 질병이나 치료 효과를 수치나 결과로 보여주는 생물학적 신호)

예를 들어, 환자의 체온을 모니터링함으로써 CRS의 초기 징후를 예측하고, 증상이 본격화되기 전에 고위험군 환자를 선별해 조기 대응할 수 있다.11 이처럼 바이오마커 감지 기술과 예방 프로토콜의 발전으로 조기 개입이 가능해지고, CAR-T 치료 시 급성기 병원에 대한 의존도를 낮출 수 있으며, 치료 일정을 안전하게 앞당길 수 있게 된다.

다른 형태의 첨단 치료제도 속속 등장하며 이 분야의 경쟁이 치열해지고 있다. 예를 들어, 두 가지 항원을 동시에 겨냥할 수 있는 이중특이성 단클론항체*는 상당히 유망한 치료 방식으로 부상하고 있다.

(*두 개의 서로 다른 항원에 동시에 결합하는 항체 치료제)

한 인터뷰 응답자는 암 치료 분야에서 이중특이성 단일클론 항체가 세포 및 유전자 치료제에 도전장을 내밀고 있다고 언급했는데, 그 이유는 이러한 항체가 미리 제조된 형태로 제공되어 투여가 용이하고, 특히 초기 치료 단계에서 접근성이 뛰어나기 때문이다. 물론 단기적으로는 CAR-T가 가진 완치 가능성을 따라잡기는 어렵겠지만, 업계 리더들은 이 두 접근법을 경쟁 관계라기보다는 상호 보완적인 관계로 보고 있다. 이중특이성 항체는 접근성을 넓히는 데 유리하고, 세포 및 유전자 치료제는 한 번의 치료로 장기적인 효과를 기대할 수 있는 환자에게 적합하다는 시각이다.

지난 6년간 가장 극적인 변화를 겪은 분야는 ‘제조’다. 인력 중심이라 오류 발생 가능성이 높았던 기존의 공정에서, 자동화되고 확장 가능하며 신뢰도 높은 시스템으로의 전환이 본격적으로 진행 중이다.

셀라레스(Cellares)와 같은 기업은 셀 셔틀®(Cell Shuttle®)과 같은 폐쇄형 자동화 시스템을 개발하였으며, 이는 기존 클린룸 대비 연간 최대 10배 더 많은 세포 치료제를 생산할 수 있다.12 이러한 시스템은 주요 비용 요인 중 하나인 ‘세포 채취부터 환자에게 투여되기까지 걸리는 시간’(vein-to-vein turnaround)을 약 일주일 수준으로 단축하며, 인력 투입 감소, 사람에 기인한 오류 방지, 일관성 향상 등에 기여할 수 있는 잠재력을 보여주고 있다. 멀티플라이 랩스(Multiply Labs)와 셀룰러 오리진스(Cellular Origins)가 선보인 로보틱스 기반 접근법, 오리 바이오텍(Ori Biotech)의 디지털 모듈형 플랫폼은 모두 기업들이 신뢰성을 높이고 비용을 낮추는 데 효과적인 수단으로 평가된다.13 한 유럽계 바이오테크 기업은 버튼 하나로 작동되는 소형 자동화 플랫폼을 통해 탈중앙화된 제조의 가능성을 입증했다. 이 장비는 환자 치료 현장 인근에 설치할 수 있어 환자 세포 채취부터 투여까지 걸리는 기간을 7일까지 단축시킬 수 있다.14

이러한 발전에도 불구하고, 인터뷰에 응답한 여러 업계 리더들은 새로운 제조 플랫폼에서 생산된 제품들의 일관성과 상호 비교 가능성에 대한 검증에는 신중한 태도를 보이고 있다. 하지만 첨단 치료제의 안전성이 향상된 점을 감안하면, 이러한 기술은 기존 대학 병원 중심의 첨단 치료제 제공을 의원 등의 1차의료기관까지 확대하는 데 핵심적인 역할을 할 수 있으며, 이는 환자 접근성을 높이는 데에 중요하다. 일부 업계 리더들은 기업의 역량과 필요에 따라 중앙 집중형 제조 모델과 탈중앙형 제조 모델을 유연하고도 전략적으로 선택할 수 있다고 언급했다. 여기에는 대기업의 기존 인프라와 잉여 생산능력을 활용해 중소 기업을 지원하는 방식은 물론, 시장 수요를 충족시키기 위해 자체 제조와 위탁생산(CMO)을 혼합한 하이브리드 모델도 포함된다. 한 인터뷰 응답자는 이를 두고 "어떤 기업이든 모두 이 판에 끼어들 수 있다"고 적절하게 표현했다.

새로운 플랫폼의 등장에도 불구하고 제조 공정의 난관은 여전하다. 예를 들어, 일부 인터뷰 응답자들은 치료제 자체는 수일 내 생산될 수 있음에도 불구하고, 품질 관리 및 출하 시험이 여전히 제조 기간과 비용 중 상당한 비중을 차지해 전체 vein-to-vein 일정이 수 주간 연장되는 경우가 많다고 지적했다. 인공지능(AI)은 배치 출하 주기 단축에 가능성을 보여주고 있다.15 그러나 바이럴 벡터나 극저온 물질 등의 공급 부족 등 단 한 번의 공급망 차질에도 여전히 공급망이 취약하며, 이는 전체 생산 중단으로 이어질 수 있다. 여기에 더해 글로벌 관세는 비용을 더욱 증가시키고 물류의 불확실성을 야기할 수 있다.16 이러한 이유로, 기업들은 공급망 내에 여러 예비 수단을 마련해야 할 수도 있으며, 이는 추가적인 비용 발생과 함께 지연을 초래할 가능성도 있다.

노바티스(Novartis)의 졸겐스마(Zolgensma)와 킴리아(Kymriah) 등 1세대 첨단 치료제의 출시 사례는 고도로 복잡한 제품도 환자에게 전달될 수 있음을 보여주는 동시에, 사업화 모델에 대한 여러 가지 문제를 드러낸 사례이기도 하다. 전문가들은 1세대 제품의 시장 진입이 더디게 진행된 원인으로 병원 현장의 온보딩 지연, 대학병원의 치료 수용력 부족, 그리고 의료진·보험사·제조사 모두에게 해당되는 복잡한 적응 과정 등을 지적하였다. 제조 지연과 품질 문제는 브랜드 신뢰에 악영향을 주었고, 불분명한 보험 지급 경로로 인해 병원들은 재정적 부담에 대한 불확실성을 안게 되었다. 기업들은 종종 병원 지원 및 지역사회 교육에 대한 필요성을 과소평가함으로써, 의료진의 인식 부족과 환자 접근성의 격차 문제가 불거지기도 했다. 이러한 사례는 모두 과학적 혁신이 반드시 상업적 성공을 보장하지는 않는다는 점을 시사한다.

사업 모델 역시 과학 기술의 진보에 발맞춰 진화할 필요가 있다. 차세대 첨단 치료제를 시장에 출시할 때 제약사들은 기존의 문제를 보완하기 위해, 보험사와의 조기 소통, 의료진 교육 강화, 병원 현장 운영의 효율화, 환자 지원 프로그램 개선, 그리고 보다 넓은 네트워크 구축을 통해 치료제의 접근성을 높이는 데 초점을 맞출 수 있다. 이를 위해서는 보험사, 의료 기관, 대형 제약사 간의 새로운 협력 모델 구축과 함께, 세 가지 영역에 대한 집중적인 대응이 필요하다.

  1. 접근성과 비용 문제 해결
    자가유래 세포 치료제는 비용이 40만 달러, 유전자 치료제는 200만 달러를 넘는다. 대부분의 보건의료 시스템이 이를 지속적으로 부담하기는 어려운 상황이다.17 이에 성과 기반 계약, 분할 지불, 위험 분담 제도 등 혁신적인 지불 방식이 등장하고 있으며, 미국 메디케어·메디케이드 혁신 센터(Center of Medicare & Medicaid Innovation)의 세포 및 유전자 치료제 지불 모델 등 다양한 시도가 이어지고 있다. 다만 이러한 모델이 실효성을 가지기 위해서는 확장성과 표준화가 선행되어야 한다.18 보험사, 의료기관, 첨단 치료제 회사 모두의 경제성을 고려하는 새로운 급여 제도가 마련되지 않는다면, 아무리 획기적인 치료제라 하더라도 환자에게 도달하기 어려울 수 있다.

  2. 유통 및 치료제 제공 인프라 확대
    인터뷰 응답자 대부분은, 제조 자동화 발전과 안전성 개선을 통해 환자 생활권에서 가까운 의원 등의 1차의료기관에서도 첨단 치료제 투여가 가능해졌음에도 불구하고, 현 의료 생태계는 이를 수용할 준비가 되어 있지 않다고 지적한다. 1차의료기관은 아직 첨단 치료제로 환자를 치료할 수 있는 역량이 부족한 경향이 있으며, 역량을 갖추기 위해서는 임상 교육, 워크플로우 툴, 전문 시설 등 전방위적인 지원이 필요하다. 첨단 치료제 개발사는 숙련된 대학병원과 의원, 타 기업들과의 파트너십을 통해 이 같은 전환을 유도할 수 있을 것이다. 사업 모델에는 임상 교육 네트워크, 중심 병원과 협력 병원이 연결된 전달 구조, 병원 행정 부담을 줄일 수 있는 디지털 플랫폼 등이 고려되어야 한다.

    예를 들어, 병원 온보딩과 임상 운영은 표준화되고 간소화되어야 하며, 기준을 정하는 전문기관과의 협업을 통해 더 많은 병원이 더 많은 환자에게 첨단 치료제를 제공할 수 있도록 해야 한다. 물론 이러한 치료제는 개인맞춤형이라는 제품 고유의 특성상 100% 표준화는 어렵다. 그러나 일부 인터뷰 응답자는 핵심 공정 20%를 표준화함으로써 전체 운영의 80% 수준의 일관성과 효율성을 확보하는 방식, 즉 80-20 원칙을 적용하는 것이 현실적인 접근이라고 말한다. 현재도 콜드체인 물류, FDA의 위험 평가·완화 전략(REMS) 요건 등 핵심 요소에 대한 기준은 이미 존재한다.19

    또한 혈액종양내과 외 타 분과의 전문의들도 새로운 치료제의 처방 및 관리에 능숙해져야 한다.20 이러한 첨단 치료제는 기존 임상 관행과는 다른 프로토콜과 워크플로우가 필요하며, 종양학 및 이식 분야의 임상 경험을 벤치마킹할 필요가 있다(그림 1). 일부 인터뷰 대상자는 첨단 치료 임상의 대중화는 제약사가 아닌 학계 주도로 추진되는 경향이 강하다고 본다. 이들은 기존 대학병원과 1차의료기관 간의 파트너십 모델이 1차의료기관 의료진 교육과 임상 가이드라인 확산의 기반이 될 수 있다고 생각한다.

  3. 포트폴리오 및 파트너십 전략의 진화
    대부분의 중소 바이오텍은 글로벌 사업 인프라를 구축할 여력이 부족하므로, 대형 제약사의 포괄적인 치료 영역 포트폴리오에 편입되거나 파트너십을 맺는 전략이 중요하다.21 대형 제약사에게는 개별 제품 단위의 고립된 사업 전략에서 벗어나, 자원 공유, 통합 계약 전략, 여러 질환에 걸친 고객 접점을 고려한 포트폴리오 중심의 통합적 접근으로의 전환이 과제로 부각되고 있다. 한 인터뷰 대상자는, 향후 첨단 치료제의 성공은 개별 제품의 성공뿐 아니라, 포트폴리오 전체가 보험사와 의료 기관의 니즈에 얼마나 효과적으로 대응하느냐에 달려 있다고 말했다.

확장 가능한 첨단 치료제의 미래를 향하여

인터뷰에 참여한 첨단 치료제 분야의 리더들은 과학적 혁신이 앞으로도 지속될 것이며, 새로운 유형의 첨단 치료제가 계속해서 개발되고, 제품의 안전성과 효능 또한 향상될 것이라는 데 이견이 없었다. 이러한 발전은 필연적인 흐름으로 받아들여지고 있다. 다만, 업계 리더들은 첨단 치료제 생태계가 지금처럼 개별 맞춤형 운영 방식에서 벗어나, 보다 많은 환자에게 합리적인 비용으로 제품을 널리 제공할 수 있는 확장 가능한 모델로 어떻게 전환될 수 있을지에 대해서는 여전히 불확실성이 있다고 인정한다. 이러한 전환을 이루기 위해서는 보험 급여 정책, 치료제 제공 인프라, 포트폴리오 관리 전략에서의 변화가 수반되어야 한다. 이 같은 변화가 없다면 첨단 치료제는 특정 질환군을 위한 틈새 시장에 머물 수밖에 없다. 반대로 이러한 구조적 전환에 성공한다면, 첨단 치료제 산업은 암과 희귀질환을 넘어, 의료 산업의 주류 분야로 자리잡을 수 있는 잠재력을 갖추게 될 것이다.

방법론

딜로이트 헬스 솔루션 센터(Deloitte Center for Health Solutions)는 2024년 12월부터2025년 7월까지 바이오테크, 바이오의약품 기업, 그리고 생태계 파트너에 속한 첨단 치료제 분야의 경영진 14명을 인터뷰하였다. 이번 조사는 산업의 현재 동향, 조직 전략, 해결된 과제와 여전히 진행 중인 도전 과제를 중심으로 진행되었다.
이 보고서에서 말하는 첨단 치료제는 다음 세 가지 범주를 포함한다:
① 세포 치료제: 유전자 조작이 없는 세포 치료제 (줄기세포 치료제 또는 종양 침윤 림프구 치료제 등)
② 유전자 치료제: 유전자 조작 세포 치료제 (CAR-T, CAR-NK, CAR-M 등 ex vivo 또는 in vivo 방식) 
③ RNA 기반 치료제 (mRNA, RNAi, 안티센스 치료 등)
이러한 치료제들은 일반적으로 지속적인 질병 조절 효과 또는 완치를 목표로 설계된다.
딜로이트의 첨단 치료제 시장 분석은, 2년 이상 상장된 순수 첨단 치료제 전문 기업 약 40개의 5년간 주가 흐름을 중심으로 수행되었다.
이 연구를 통해 딜로이트는 독자적인 지수를 개발하였으며, 이는 임상시험 완료, 초기 및 후기 데이터 공개 등 일반적인 치료제 개발 주기 중에 발생하는 주요 이벤트가 시장에 미치는 영향을 평가하기 위한 도구로 활용된다.
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E-mail: krinsightsend@deloitte.com

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