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I. 유전체 분석 및 시퀀싱 선두주자
II. mRNA 및 세포·유전자 치료제 개발업체
III. 초개인화 약품 상용화 빅파마 및 파트너들
IV. 맞춤형 신약 제조 및 AI 데이터 강자들
V. 초개인화 의료 테마를 겨냥하는 ETF

[서울=뉴스핌] 황숙혜 기자 = 10X 지노믹스(TXG) 역시 유전자 시퀀싱 분야의 한 축을 구성하는 업체로, 단일 세포 분석(Single-Cell Analysis) 및 공간 유전체(Spatial Genomics) 전문 바이오 테크 기업이다.

본격적인 시퀀싱 전 단계에서 세포 하나하나를 분리해 처리하는 전처리 장비와 전용 시약 제작이 업체의 주력 사업이다.

인체의 특정 조직 내 개별 세포 단위로 RNA를 분리, 표시해 어떤 세포에서 어떤 유전자가 발현하는가를 정밀 분석한다.

유전자 시퀀싱 장비를 개발, 공급하는 일루미나(ILMN)와는 경쟁 관계라기보다 보완 및 협력 관계에 가깝다. 하지만 업체가 최근 강화하고 나선 공간 실시간 분석 솔루션이나 유전체 분석 생태계 주도권 측면에서 장기적으로 일루미나의 분석 생태계 및 일부 사업 영역과 접점이 생겨 다소 경쟁하는 양상을 보일 수 있다는 의견이다.

인공지능(AI) 모델의 전문 자료 분석에 따르면 단일 세포 분석과 공간 유전체학은 기존 생명과학의 한계를 극복하기 위해 등장한 차세대 유전체 분석 기법이다.

기존의 방식은 수천개에서 수백만개에 이르는 세포가 섞인 조직 전체를 한 번에 갈아서(Lysis) 분석했다. 바이오 실험실의 정밀한 화학적, 생물학적 방식으로 세포벽이나 세포막을 무너뜨려서 분석한다는 얘기다.

초음파 파쇄와 화학적 용해, 구슬 파쇄 등이 해당 기법들이다. 세포막이 깨져야 세포 속의 DNA와 RNA, 단백질 등이 액체 상태로 쏟아져 나와 섞이게 되고, 이 액체에서 원심분리기나 특수 필터를 이용해 DNA와 RNA만을 추출해 낸다.

세포 하나하나를 분리하는 기술이 없던 시절에는 이처럼 조직 전체를 한번에 갈아 수십만개 세포의 유전자 정보를 한꺼번에 뽑아내는 것이 훨씬 간단하고 효율적이었다.

하지만 이런 방식에는 희귀한 암세포나 면역 세포의 독특한 반응이 수많은 일반 세포의 데이터에 묻혀 버리는 한계가 발생했다. 때문에 조직을 통째로 갈지 않고 세포를 하나씩 처리하는 10X 지노믹스의 단일 세포 기술이 혁신적이라는 평가를 받고 있다.

업계 전문가들은 두 가지를 과일 스무디와 과일 바구니의 비유로 설명한다. 과거 방식이 여러 과일을 함께 갈아 만든 스무디를 맛본 후 사과 맛이 강한 경우 사과가 많이 든 것으로 추정하는 형태인 데 반해 10X 지노믹스의 단일 세포 분석은 스무디 속 과일 알갱이를 하나씩 분리해 사과와 딸기가 각각 몇 개씩 들어갔는지 정밀하게 파악하는 형태다.

업체의 또 다른 핵심 기술인 공간 유전체학은 과일 바구니 속 과일의 정확한 위치까지 파악하는 것으로, 진일보한 단일 세포 분석에서 또 한번 크게 도약했다는 평가를 얻는다.

단일 세포 분석의 경우 세포를 개별 추출하는 과정에 조직이 해체되기 때문에 세포의 정확한 지리적 정보를 잃어버리게 된다. 이 같은 한계를 극복한 기술이 공간 유전체학이다.

조직 슬라이스 표면 전체에 특수한 좌표 바코드를 부착해 유전자 발현 정보와 실제 조직 위에서의 2차원 및 3차원 위치 정보를 동시에 확보한다. 본래의 과일 바구니 형태 그대로 사과와 포도의 위치 관계를 지도처럼 그려내는 기술이다.

암세포와 그 주변을 둘러싼 면역세포와 혈관세포 간의 상호 작용을 실제 지도 보듯 관찰할 수 있어 표적 치료제 개발에 혁신을 가져왔다는 평가다.

AI 모델의 업체 공식 자료와 외신 보도 분석에 따르면 대표적인 면역 항암제인 미국 머크(MRK)의 키트루다(Keytruda)를 포함한 면역항암제 연구와 개발 현장에 실제로 10X 지노믹스의 공간 유전체학 플랫폼인 Visium과 Xenium과 단일 세포 기술이 활발하게 접목되고 있다.

키트루다는 암세포가 면역세포를 속이지 못하게 막는 약물이지만 모든 환자에게 효과가 나타나지는 않는다. 반응률이 20~30%로 파악된 상황.

하지만 환자의 암 조직을 10X 지노믹스의 공간 유전체학 플랫폼으로 분석하면 면역세포가 암세포에 침투했는지 아니면 암세포 주변의 섬유화 벽에 박혀 침투하지 못한 상태인지를 지도처럼 시각화 할 수 있다.

기존에는 PD-L1이라는 단백질 수치만으로 키트루다 적합성을 판단해지만 한계가 뚜렷했다. 최근 다수의 림프종과 그 밖에 암 임상 연구에서 10X 지노믹스 기술을 활용한 삼차 림프 구조(TLS)라는 면역세포 집결지가 암 조직 내 어느 위치까지 형성됐는지 파악하고, 이를 키트루다 치료 반응성을 예측하는 새로운 '공간 바이오 마커'로 활용하는 연구가 활발하게 진행중이다.

미국 바이오 전문 매체에 따르면 나노스트링 테크놀로지스와 아코야 바이오사이언스, 비즈젠 등 후발 업체들이 분야별로 거센 추격을 벌이고 있지만 10X 지노믹스가 독보적인 선두주자로 자리매김 했다.

단일 세포 분석 분야에서는 업체가 70~80%의 시장 점유율을 확보, 사실상 독점적인 지배력을 가졌다. 기술 상용화를 가장 먼저 정착시켜 학계와 산업계의 기본 연구 장비로 자리잡았다는 분석이다.

공간 유전체학 분야에서도 업체는 50% 이상 점유율을 확보하며 1위 자리를 유지하는 모습이다. 시장 전문가들은 두 가지 기술의 진입 장벽이 상당히 높아 단시일 안에 경쟁 업체가 시장을 뺏앗는 일이 벌어질 가능성이 낮다는 데 공감대를 형성한다.

머리카락 굵기보다 훨씬 작은 액체 방울(Droplet) 안에 단 하나의 세포만 정확히 가두는 정밀 공학 기술과 방울에 갇힌 세포 유전자에 자신만의 고유 식별표를 붙이는 화학 기술, 여기에 공간의 좌표를 유전자에 기록하는 특수 슬라이스 기술까지 단일 세포 및 공간 유전체 분석 기술은 바이오 및 의학 기술 중에서도 진입 장벽이 가장 높은 분야로 꼽힌다.

막대한 초기 연구개발(R&D) 비용과 규모의 경제 역시 10X 지노믹스가 손에 쥔 막강한 해자로 꼽힌다. 초고해상도 공간 이미징 기술이나 단일 세포 전처리 장비를 개발하고 시장에 안정적으로 시약을 공급하려면 천문학적인 금액의 연구개발 비용과 설비 투자가 필요하다.

10X 지노믹스는 하버드 대학과 메사추세츠 공과대학(MIT) 등 주요 연구 기관으로부터 전용 라이선스를 확보하고 수천 개에 달하는 강력한 특허망을 구축했다.

때문에 후발 주자들이 신기술로 시장에 진입할 때마다 전세계적인 소송을 통해 판매 중지 명령을 이끌어내는 등 법적 진입 장벽을 공격적으로 활용하고 있다.

2분기 업체는 강력한 어닝 서프라이즈를 연출했다. 매출액이 1억5104만달러로 월가의 예상치 1억4662만달러를 3% 웃돌았고, 주당순이익(EPS)은 0.03달러를 기록해 0.02달러 적자를 예상했던 월가 시나리오를 보기 좋게 뒤집었다.

나스닥 시장에서 거래되는 업체의 주가는 63.80달러에 거래를 종료해 연초 이후 284% 폭등했고, 지난 1년 동안 353% 랠리했다.

shhwang@newspim.com