AI 기반 신약개발이 주도하는 바이오테크 혁신
2025년 글로벌 바이오테크놀로지 산업이 인공지능과 머신러닝 기술의 전면적 도입으로 새로운 전환점을 맞고 있다. 시장조사기관 맥킨지의 최신 보고서에 따르면, 2025년 글로벌 바이오테크 시장 규모는 전년 대비 18.7% 증가한 1조 2,400억 달러에 달할 것으로 예상된다고 발표했다. 특히 AI 기반 신약개발 분야는 연평균 성장률 42.3%를 기록하며 전체 바이오테크 시장 성장을 견인하고 있다. 이러한 급성장의 배경에는 전통적인 신약개발 과정에서 소요되던 10-15년의 개발기간을 5-7년으로 단축시킬 수 있는 AI 기술의 혁신적 발전이 자리잡고 있다.
미국 캘리포니아주 샌프란시스코에 본사를 둔 Genentech와 스위스 바젤의 Roche가 공동 개발한 AI 플랫폼 ‘pRED’는 2024년 4분기부터 상용화되어 현재까지 73개의 신약 후보물질을 발굴했다고 발표했다. 이는 전통적인 방법 대비 3.2배 빠른 속도로, 업계 전문가들은 이를 “신약개발 패러다임의 근본적 변화”라고 평가하고 있다. 한편 영국 케임브리지의 DeepMind가 개발한 AlphaFold3는 단백질 구조 예측 정확도를 95.8%까지 끌어올리며, 전 세계 제약회사들이 이 기술을 활용한 신약개발에 박차를 가하고 있다. 국내에서는 삼성바이오로직스가 2025년 2분기부터 자체 개발한 AI 플랫폼 ‘SamBio-AI’를 통해 항체의약품 개발 프로세스를 40% 단축시키는 성과를 거두었다고 발표했다.
유전자치료와 세포치료의 시장 확대
유전자치료 시장이 2025년 들어 폭발적인 성장세를 보이고 있다. 글로벌 유전자치료 시장 규모는 2024년 167억 달러에서 2025년 242억 달러로 44.9% 증가할 것으로 전망된다. 이러한 성장은 CRISPR-Cas9 기술의 고도화와 CAR-T 세포치료의 적용 범위 확대에 기인한다. 특히 희귀질환과 암 치료 분야에서 유전자치료의 임상 성공률이 크게 향상되면서 투자자들의 관심이 집중되고 있다.
스위스 바젤에 본사를 둔 Novartis의 CAR-T 세포치료제 Kymriah는 2025년 상반기 글로벌 매출 18억 달러를 기록하며 전년 동기 대비 127% 증가했다. 미국 FDA가 승인한 CAR-T 치료제는 현재 12개에 달하며, 이 중 8개가 2024년 이후 승인받은 것으로 나타났다. 국내에서는 셀트리온이 자체 개발한 CAR-T 치료제 ‘CT-P1’이 올해 3월 식품의약품안전처로부터 임상 3상 승인을 받으며 상용화에 한 걸음 더 다가섰다. 셀트리온은 이 치료제를 통해 2027년까지 연간 매출 5,000억 원을 달성할 것이라고 전망했다.
한국의 K-바이오 벨트 정책도 유전자치료 분야 발전에 중요한 역할을 하고 있다. 정부가 발표한 ‘K-바이오 그랜드 챌린지’ 프로젝트에는 총 2조 3,000억 원의 예산이 배정되었으며, 이 중 40%인 9,200억 원이 유전자치료 연구개발에 집중 투입되고 있다. 오송바이오클러스터에는 현재 143개의 바이오 기업이 입주해 있으며, 이들의 2025년 누적 매출은 전년 대비 34.7% 증가한 4조 1,200억 원에 달할 것으로 예상된다. 특히 유전자치료 전문기업들의 성장이 두드러지는데, 진원생명과학의 경우 유전자치료제 개발 관련 매출이 전년 대비 156% 증가한 것으로 나타났다.
국제적으로도 유전자치료에 대한 투자가 급증하고 있다. 2025년 1월부터 11월까지 전 세계 유전자치료 스타트업에 대한 벤처캐피털 투자액은 총 87억 달러에 달하며, 이는 2024년 전체 투자액인 62억 달러를 이미 40% 넘어선 수치다. 미국의 경우 NIH(국립보건원)가 유전자치료 연구에 2025년 예산 34억 달러를 배정했으며, 유럽연합도 Horizon Europe 프로그램을 통해 28억 유로를 투입하고 있다. 중국 역시 14차 5개년 계획의 일환으로 유전자치료 분야에 연간 15억 달러를 투자하고 있어, 글로벌 경쟁이 치열해지고 있는 상황이다.
바이오테크 산업의 또 다른 주요 트렌드는 개인 맞춤형 의료(Precision Medicine)의 확산이다. 개인의 유전정보를 분석하여 최적화된 치료법을 제공하는 정밀의료 시장은 2025년 현재 1,240억 달러 규모로 성장했으며, 연평균 성장률 13.8%를 유지하고 있다. 미국 일루미나(Illumina)의 차세대 염기서열 분석(NGS) 기술이 상용화되면서 개인 유전체 분석 비용이 1,000달러 이하로 떨어졌고, 이는 정밀의료의 대중화를 가속화하고 있다. 국내에서는 SK바이오팜이 개발한 뇌전증 치료제 ‘Cenobamate’가 환자 개인의 유전자 변이를 고려한 맞춤형 처방으로 기존 치료제 대비 효과가 2.3배 향상된 것으로 임상시험 결과 나타났다.
제약업계의 디지털 트랜스포메이션도 가속화되고 있다. 스위스 로슈(Roche)는 2025년 디지털 헬스케어 부문에 12억 달러를 투자하여 AI 기반 진단 플랫폼을 구축했으며, 이를 통해 암 진단 정확도를 92.7%까지 높였다고 발표했다. 미국 존슨앤존슨(Johnson & Johnson)도 자회사 Janssen을 통해 디지털 치료제(Digital Therapeutics) 개발에 8억 달러를 투입하고 있으며, 현재 7개의 디지털 치료제가 FDA 승인 심사를 받고 있다. 이러한 디지털 기술의 도입으로 임상시험 효율성이 평균 35% 향상되었고, 신약 개발 비용도 기존 대비 28% 절감된 것으로 업계는 분석하고 있다.
바이오의약품 제조 분야에서도 혁신이 이어지고 있다. 연속 제조(Continuous Manufacturing) 기술의 도입으로 기존 배치 제조 방식 대비 생산성이 40% 향상되었으며, 제조 비용은 25% 절감되었다. 삼성바이오로직스는 인천 송도에 구축한 4공장에 연속 제조 시설을 도입하여 연간 생산능력을 기존 24만 리터에서 36만 리터로 확대했다. 이는 전 세계 단일 바이오의약품 생산시설 중 최대 규모로, 글로벌 제약회사들로부터 위탁생산 주문이 급증하고 있다. 삼성바이오로직스의 2025년 3분기 매출은 전년 동기 대비 43.2% 증가한 9,847억 원을 기록했으며, 영업이익률도 28.3%에 달해 업계 최고 수준을 유지하고 있다.
바이오시밀러 시장의 성장도 주목할 만하다. 글로벌 바이오시밀러 시장은 2025년 현재 287억 달러 규모로 성장했으며, 2030년까지 연평균 15.2%의 성장률을 보일 것으로 전망된다. 특히 고가의 바이오의약품 특허가 만료되면서 바이오시밀러에 대한 수요가 급증하고 있다. 셀트리온의 바이오시밀러 제품군은 2025년 누적 매출 2조 8,400억 원을 달성할 것으로 예상되며, 이는 전년 대비 22.1% 증가한 수치다. 특히 셀트리온의 유방암 치료제 바이오시밀러 ‘Herzuma’는 유럽 시장에서 점유율 34.2%를 기록하며 시장 선도 제품으로 자리잡았다.
규제 환경의 변화도 바이오테크 산업 발전에 중요한 영향을 미치고 있다. 미국 FDA는 2025년 ’21세기 치료법 2.0’을 발표하여 혁신적인 바이오의약품에 대한 승인 절차를 간소화했다. 이에 따라 희귀질환 치료제와 유전자치료제의 승인 기간이 기존 12-18개월에서 6-9개월로 단축되었다. 유럽의약품청(EMA)도 유사한 정책을 도입하여 혁신 의약품에 대한 ‘PRIME’ 지정 제도를 확대했다. 국내에서도 식품의약품안전처가 ‘첨단바이오의약품 허가 가이드라인’을 개정하여 유전자치료제와 세포치료제의 허가 절차를 20% 단축시켰다.
투자 관점에서 바이오테크 산업은 여전히 높은 성장 잠재력을 보유하고 있다. 2025년 글로벌 바이오테크 IPO 시장은 총 184억 달러 규모로, 전년 대비 67% 증가했다. 특히 AI 기반 신약개발 기업들의 기업공개가 활발하며, 이들의 평균 기업가치는 12억 달러에 달한다. 한국에서도 바이오테크 기업들의 코스닥 상장이 증가하고 있으며, 2025년 상장한 바이오 기업은 총 23개사로 전년의 14개사를 크게 상회했다. 이들 신규 상장 바이오기업의 평균 시가총액은 2,340억 원으로, 기술력과 성장성을 인정받고 있다.
그러나 바이오테크 산업이 직면한 도전과제도 적지 않다. 신약 개발의 높은 실패율은 여전히 주요 리스크 요인으로 작용하고 있으며, 임상 3상 단계에서의 실패율은 여전히 45% 수준을 유지하고 있다. 또한 AI 기반 신약개발의 경우 알고리즘의 신뢰성과 규제 당국의 승인 기준이 명확하지 않아 불확실성이 존재한다. 글로벌 공급망 불안정도 바이오의약품 제조에 영향을 미치고 있으며, 특히 중국산 원료의약품에 대한 의존도가 높은 상황에서 지정학적 리스크가 우려되고 있다.
바이오테크 산업의 미래 전망은 전반적으로 긍정적이다. 글로벌 인구 고령화와 만성질환 증가로 인한 의료 수요 확대, AI 기술의 지속적 발전, 정부의 바이오산업 육성 정책 등이 성장 동력으로 작용할 것으로 예상된다. 특히 2030년까지 글로벌 바이오테크 시장은 연평균 12.4% 성장하여 2조 8,000억 달러 규모에 달할 것으로 전망되며, 한국은 이 중 3.2%인 896억 달러의 시장 점유율을 확보할 것으로 예상된다. 투자자들에게는 장기적 관점에서 기술력과 파이프라인을 보유한 우량 바이오테크 기업들이 매력적인 투자 대상이 될 것으로 분석된다.
이 글은 일반적인 정보 제공을 목적으로 작성되었으며, 특정 투자를 권유하거나 보장하지 않습니다. 투자 결정 시에는 반드시 전문가와 상담하시기 바랍니다.
