단일세포 분석기술, 진단분야 혁명 가져오나?
단일세포 분석기술, 진단분야 혁명 가져오나?
1개의 세포 분리로 유전체·전사체 등 연구

다양한 분야 활용 ... 관련시장 폭발적 성장
  • 이민선 기자
  • 승인 2019.06.17 08:15
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[헬스코리아뉴스 / 이민선 기자] 최근 개발된 단일세포 시퀀싱 및 이미징 등 단일세포 분석기술이 조기 진단 기술·서비스 촉진 등 새로운 과학적 발견을 가속화할 것이란 전망이 나오고 있다.

지난 13일 생명공학정책연구센터에 따르면 글로벌 단일세포 분석 시장은 2017년 17억달러(2조 153억원)에서 연평균(2014-2025) 17.6%로 성장, 2025년 59억달러(6조 9944억원) 규모를 형성할 전망이다.

단일세포 분석이란 1개의 세포를 분리해 유전체, 전사체 등을 분석하는 기술이다. 다양한 세포를 포함한 샘플의 정보를 동시에 분석하는 기존 분석 방식과는 달리 세포단위에서 유전체 연구를 수행한다. 같은 조직 유래 세포라도 크기, 단백질 및 RNA 발현 양상이 크게 다를 수 있기 때문에 세포별 이질성을 확인하는 것이다.

 

이 기술을 활용해 인간의 건강을 이해하고 질병 진단, 모니터링 및 치료에 근간이 되는 인간 세포지도(Human Cell Atlas)를 현실적으로 구상 하는 것이 가능해졌다.

이에 따라 현재 단일세포 분석 기술을 활용해 다양한 질병 조직을 분석하는 프로젝트가 여러 국가에서 진행되고 있다. 진단, 건강관리 및 신약 개발 등 각 분야의 연구개발도 활발하게 이뤄지고 있다.

생명공학정책연구센터 홍윤정 연구원은 17일 아침 헬스코리아뉴스와의 통화에서 "단일세포 분석기술 관련 산업은 더욱 확대될 전망"이라며 "암, 면역질환, 신경장애 진단 및 비침습적 산전 진단, 시험관 시술을 위한 유전자 진단 및 재생, 골수·장기 이식과 같은 줄기세포 치료법 연구 등 응용분야가 다양하다"고 말했다.

 

"단일세포 분석기술, 신속·정확·효과적인 검사 수행"

단일세포 분석에 대한 수요가 점차 늘어나는 이유 중 하나는 조기 진단기술의 필요성 및 기술 발전 요구가 증가하고 있는 것이다.  

현재 유전자 분석, 산전 선별검사, 암 유전체학 및 신경 치료학 등 다양한 진단 분야에서 단일세포 분석기술이 응용되고 있다. 암 및 HIV, 간염 등 다양한 유형의 감염질환 진단에서 단일세포 분석의 진단 효능을 평가하기 위해 전세계에서 약 1300건의 임상시험이 진행되고 있다.

 

암 분야 단일세포 분석 시장은 2017년 6억1000만달러(7231억원)에서 연평균(2014-2025) 18.1% 성장해, 2025년에는 22억8000만달러(2조 7029억원) 규모를 형성할 전망이다.

암 세포 사전 진단에서 단일세포 분석의 효과성이 입증됐으며, 암 세포의 게놈 연구에 단일세포 분석이 유용하게 활용되고 있다. 단일세포 분석 기술로 암 세포 이질성 유형을 분석해 돌연변이 비율, 세포증식 조건 등을 쉽게 확인할 수 있다. 

암 발병률의 증가로 혁신적인 탐지 기술이 도입되고 있으며, 암 치료와 관련된 위험을 줄이기 위해 암 유전체학에 단일세포 분석 기술이 다수 활용되는 추세다.

 

신경계 분야 단일세포 분석 시장은 2017년 1억3000만달러(1541억원)에서 연평균(2014-2025) 17.1%로 성장, 2025년에는 4억5000만달러(5334억원) 규모를 형성할 것으로 보인다.

미국은 매년 성인 100만 명 이상이 만성 뇌 질환 진단을 받고 있으며, 노인 인구 증가로 인해 신경계 질환 인구 역시 늘어나고 있다. 유럽은 약 1억6480만명의 인구가 정신 질환을 앓고 있다. 이 외에도 수백만 명의 인구가 다발성 경화증, 뇌졸중, 파킨슨병 등 다양한 신경계 질환을 보유하고 있다.

뇌 질환의 원인으로는 신경세포, 게놈 및 염색체 유동성의 손상된 활성으로 보고 있다. 이러한 신경장애 발생은 단일세포 분석에 의해 검출이 가능하며, 신경장애에 영향을 미치는 개별 세포들의 기능 오류를 분석한다. 

또 단일세포 분석기술이 신경세포의 다양성 및 게놈 세포의 기능적 변이와 관련된 연구에서 많은 도움을 주고 있으며, 뇌 질환의 증가로 신경계 분야 단일세포 분석 시장이 활성화돼 있다. 신경질환 발병률의 꾸준한 증가로 단일세포 진단 기술에 대한 수요는 향후에도 지속적으로 증가할 전망이다.

홍윤정 연구원은 "단일세포 분석은 신속, 정확하고 효과적인 검사를 수행한다. 이식, 암, 심장마비, 신장 질환 및 전염병 등 위험질환으로 관리가 필요한 분야에서 중요한 역할을 하고 있다"며 "그러나 기술의 진보로 분석 장비 비용이 증가해 개발도상국 및 저소득 국가에서 단일세포 분석 장비의 높은 비용이 시장 성장 저해요인으로 작용할 수 있을 것으로 예상된다"고 말했다.


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