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시장 역학 

동향: 액체 생검 분석에 인공지능 통합

액체 생검 기술의 발전과 함께 정확하고 신속하게 해석해야 할 데이터의 양이 증가하고 있습니다. 인공지능(AI)은 고급 머신러닝 및 딥러닝 기능을 통해 기존 데이터 분석 방법으로는 처리하기 어려운 방대하고 복잡한 데이터 세트를 분석하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 액체 생검 분야의 성장에 기여한 여러 요인 중에서도 가장 두드러진 것은 바로 인공지능(AI)과의 통합입니다. 지난 5년간 액체 생검 분석에 AI를 활용하는 애플리케이션의 연평균 성장률은 약 28%에 달했습니다.

미국 액체 생검 시장에서 점점 더 많은 사용자들이 이 방식을 채택하고 있는데, 이는 데이터 처리 속도를 획기적으로 향상시키는 것으로 입증되었기 때문입니다. 2022년 캘리포니아 대학교 연구진은 인공지능 기반 알고리즘을 통해 기존 방식으로는 몇 시간이 걸리던 검사 결과를 단 30분 만에 분석할 수 있음을 보여주었습니다. 더욱이, 컴퓨터를 사용할 경우 사람 대신 정확도가 향상됩니다. 예를 들어, 2년 후 Cancer Research에 발표된 한 연구에 따르면, 알고리즘은 혈액 채취를 통해 얻은 검체 분석을 통해 특정 암 돌연변이를 식별하는 데 95%의 정확도를 달성한 반면, 기존 방식으로는 85%에 그쳤습니다. 또한 알고리즘은 사람이 발견하기 어려웠던 패턴이나 상관관계까지 찾아낼 수 있었습니다. 실제로, 작년에 이러한 시스템을 연구하던 MIT 연구진은 정기 검진 중 바늘로 채취한 혈액 검체에서 발견된 생체 표지자와 신체 내 다양한 ​​악성 종양의 공격성 수준 사이의 이전에는 볼 수 없었던 연관성을 발견했습니다. 이러한 통찰력은 암의 치명적인 잠재력을 줄이기 위한 조기 발견 노력을 크게 향상시킬 수 있습니다.

제약 요인: 액체 생검 검사의 높은 비용 

인공지능(AI)이 액체 생검 분석에 큰 잠재력을 갖고 있음에도 불구하고 해결해야 할 과제들이 존재합니다. 액체 생검 시장 성장을 저해하는 주요 장벽 중 하나는 높은 비용입니다. 2022 액체 생검 검사의 평균 가격은 약 2,800달러 , 기존 조직 생검 검사보다 거의 네 배나 비쌌습니다. 이러한 높은 비용 때문에 많은 환자와 의료진이 액체 생검 도입을 꺼려왔습니다.

이러한 비용 증가는 주로 차세대 염기서열 분석(NGS) 및 디지털 PCR과 같은 액체 생검에 사용되는 고가의 기술 때문입니다. 더욱이, 인공지능(AI)과의 통합은 고성능 컴퓨터와 정교한 알고리즘을 필요로 하기 때문에 비용을 더욱 증가시킵니다. 이러한 문제점 외에도, 이러한 검사에 대한 광범위한 보험 적용이 이루어지지 않는다는 점이 상황을 더욱 악화시킵니다. 2023년 기준으로 메디케어(Medicare)에서는 일부 검사만 보장하고 있으며, 민간 보험의 보장 범위는 매우 다양합니다. 따라서 높은 비용을 감당할 수 있는 자원이 풍부한 대형 병원만이 이러한 서비스를 도입하고 있습니다.

또 다른 문제는 액체 생검 시장에서 사용되는 AI 알고리즘의 유효성입니다. 혈액 샘플을 통해 암을 탐지하는 데 AI가 어느 정도 성공을 거두었지만, 진단 과정에 널리 활용되기 위해서는 이러한 주장을 검증하기 위한 더 많은 연구가 필요합니다. 따라서 엄격한 임상 연구가 요구됩니다. 2022년 미국 임상 종양학회(AACO)에서 실시한 설문 조사에 따르면, 종양 전문의의 61%가 혈액 샘플을 통한 암세포 탐지에 사용되는 AI 알고리즘의 검증 부족에 대해 우려를 표명했습니다.

기회: 액체 생검의 적용 범위를 암 진단 외 분야로 확장

주로 액체 생검은 암 진단, 모니터링 및 치료 계획 수립에 사용되어 왔습니다. 그러나 최근 연구에 따르면 심혈관 질환, 신경퇴행성 질환, 감염성 질환 등 다른 질병에도 적용될 수 있는 가능성이 제기되고 있습니다. 액체 생검 시장에 대한 여러 연구에서는 액체 생검을 통해 다양한 비암성 질환과 관련된 바이오마커를 검출할 수 있음을 보여주었습니다. 예를 들어, 2022년 미국 심장학회지(Journal of American College Cardiology)에 발표된 연구에서는 심부전과 관련된 특정 RNA 마커를 이 방법을 사용하여 정확하게 검출할 수 있음을 보여주었고, 2021년 네이처 메디신(Nature Medicine)에 발표된 또 다른 연구에서는 알츠하이머병과 관련된 단백질인 아밀로이드 베타를 이 검사를 통해 식별할 수 있음을 제시했습니다. 더욱이, 코로나19 팬데믹은 액체 생검을 이용한 감염성 질환 진단의 잠재적 가능성을 부각시켰습니다. 2022년 워싱턴 대학교에서 실시된 한 연구에서는 코로나19 환자의 혈액 샘플에서 바이러스 RNA를 검출할 수 있음이 입증되었으며, 이는 기존의 비강 면봉 검사를 대체할 수 있는 진단 도구가 될 수 있습니다.

액체 생검은 암 진단뿐만 아니라 다양한 분야로 적용 범위를 넓힐 수 있어 시장 잠재력을 크게 높일 수 있습니다. 적용 분야가 다양화될수록 성장은 더욱 가속화될 것입니다. 따라서 이러한 검사를 다루는 기업들은 더 많은 수익원을 확보할 수 있을 뿐 아니라, 광범위한 질병의 진단 및 관리 방식에도 변화를 가져올 수 있습니다.

부분 분석 

기술별 

액체 생검 시장은 다중 유전자 병렬 분석(차세대 염기서열 분석, NGS)과 단일 유전자 분석(PCR 마이크로어레이) 기술로 분류됩니다. 시장은 주로 NGS를 이용한 다중 유전자 병렬 분석 기술이 주도해 왔으며, 2023년에는 시장 매출의 74% 이상을 차지했습니다. 연평균 13.97%의 성장률을 . NGS 기술이 시장을 지배하는 이유는 여러 유전자를 동시에 분석하여 단 한 번의 검사로 유전적 변이에 대한 포괄적인 정보를 제공하기 때문입니다. 이러한 특징 덕분에 NGS는 종양 탐지 및 특성 분석, 치료 반응 모니터링, 내성 변이 식별 등에 매우 유용하게 활용됩니다. 또한, 표적 치료제 개발과 개인 맞춤형 치료 계획 수립에도 NGS 기술이 크게 의존하고 있습니다.

하지만, 단일 유전자 분석은 차세대 염기서열 분석(NGS)에 가려져 있긴 하지만, 특히 PCR 마이크로어레이를 이용한 분석은 액체 생검 시장에서 여전히 중요한 기술로 남아 있습니다. 특정 유전자 변이 검출이 핵심인 임상 환경에서는 비용이나 시간 효율성 측면에서 차세대 염기서열 분석보다 이러한 어레이가 선호됩니다. 차세대 염기서열 분석은 지속적인 관리 목적의 일상적인 검사에 더 적합할 수 있습니다.

제품별 

제품 분류에 따르면 미국 액체 생검 시장은 크게 혈액 샘플 기반과 소변 또는 뇌척수액과 같은 기타 샘플 기반 두 가지 범주로 나뉩니다. 2023년에는 전체 매출의 69% 이상이 혈액 샘플을 액체 생검 매체로 사용하는 데서 발생했습니다. 또한, 이 특정 부문은 향후 몇 년 동안 14.10%의 높은 연평균 성장률(CAGR)을

액체 생검은 기존 조직 생검보다 침습성이 낮은 대안을 제공함으로써 암 진단 및 모니터링에 혁신을 가져오고 있습니다. 이 획기적인 기술은 간단한 혈액 채취라는 핵심 아이디어에 기반합니다. 혈액은 채취가 용이하다는 장점이 있습니다. 조직 생검에 필요한 외과적 시술은 환자의 신체에 심각한 부담을 줄 수 있는 반면, 혈액은 채취가 간편합니다. 이러한 간편함은 환자의 편안함을 높여줄 뿐만 아니라, 더 자주 검체를 채취할 수 있도록 해줍니다. 이는 암이 신체 전체로 얼마나 빠르게 또는 느리게 퍼지는지 추적하는 데 필수적입니다. 또한, 의사는 다양한 유형의 암에 대한 치료법을 더욱 효과적으로 선택할 수 있도록 도움을 받을 수 있습니다. 조직 생검은 종양의 부위별로 존재하는 변이를 놓칠 수 있지만, 액체 생검은 이러한 이질성을 포착하여 개인 맞춤형 치료 계획을 수립하는 데 귀중한 정보를 제공합니다.

액체 생검 시장에서는 빈번한 혈액 채취를 통해 시간에 따른 암 진행 상황을 지속적으로 모니터링할 수 있습니다. 그러나 조직 생검은 침습적인 시술이므로 반복적으로 시행할 수 없어, 간단한 혈액 채취를 통한 액체 생검처럼 시간에 따른 모든 변화를 지속적으로 모니터링하는 것이 불가능합니다. 액체 생검은 환자의 상태, 암의 종류 또는 병기에 따라 원하는 결과를 얻을 때까지 지속적인 분석이 가능합니다. 또한 접근성 측면에서도 편리함을 제공합니다.

바이오마커 세그먼트별

미국 액체 생검 시장의 바이오마커 부문은 엑소좀/미세소포, 순환 단백질, 순환 종양 세포(CTC) 및 순환 핵산으로 구성됩니다. 순환 핵산은 이 시장에서 가장 큰 비중을 차지하며 2023년 매출의 36.40% 이상을 차지했고, 예측 기간 동안 13.93%

순환 핵산은 세포 유리 DNA(cfDNA)와 세포 유리 RNA(cfRNA)를 모두 포함하며, 이들은 암 진단, 예후 평가 및 모니터링을 위한 유용한 암 바이오마커로 입증되었습니다. 이러한 바이오마커는 종양의 유전적 구성에 대한 정보를 제공하고 약물 내성과 관련된 돌연변이를 식별하는 등 다양한 응용 분야에 활용될 수 있으므로, 개별 맞춤 치료 전략에 사용되는 정밀 종양학의 필수적인 요소가 되었습니다. CTC 기반 액체 생검은 공격적인 종양 아형을 식별하고, 예후를 평가하며, 다양한 치료법에 대한 반응률을 예측하는 데 도움이 되기 때문에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 현재까지 다양한 유형의 암에 대한 CTC 기반 액체 생검 테스트 개발 연구가 진행되어 시장 잠재력이 더욱 높아지고 있지만, 이 분야에 대한 추가 연구가 여전히 필요합니다. 

액체 생검 시장에서 유망한 다른 두 분야는 각각 엑소좀/미세소포와 순환 단백질입니다. 엑소좀은 RNA 분자, DNA 분자, 단백질을 함유하는 세포 유래 소포로, 종양 미세환경에 대한 더 넓은 시각을 제공합니다. 반면, 일부 순환 단백질에서 발견되는 종양 특이적 항원은 암의 초기 단계 또는 진행 정도를 진단하고 모니터링하는 데 사용될 수 있으며, 질병의 범위와 심각도 등을 나타내는 데 활용될 수 있습니다. 따라서 연구 개발과 임상 적용을 통해 이해도가 높아짐에 따라 이러한 분야들도 시간이 지남에 따라 중요성이 더욱 커질 것으로 예상되며, 필요한 경우 이미 임상 연구가 진행되고 있습니다.

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미국 액체 생검 시장의 주요 업체들 

• 바이오셉트 주식회사.
• 일루미나 주식회사.
• 미리아드 제네틱스 주식회사.
• 키아젠
• 써모 피셔 사이언티픽 주식회사.
• 가던트 헬스
• F. 호프만-라로슈 주식회사
• 앵글 주식회사
• 바이오데식스
• 네오제노믹스 연구소 주식회사.
• 그 외 주요 선수

시장 세분화 개요:

기술별

• 다중 유전자 병렬 분석(NGS)
• 단일 유전자 분석(PCR 마이크로어레이)

제품별

• 혈액 샘플 기반
• 기타

바이오마커에 의해

• 순환 핵산
• CTC
• 엑소좀/미세소포
• 순환 단백질