당뇨 관리 산업
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당뇨 관리 시장
당뇨환자는 2021년 5.4억명 → 2030년 6.4억 명 → 2045년 7.8억 명으로 예상된다.
당뇨 전단계인 고위험 인구(IFG, IGT)는 2021년 8.6억 명 → 2030년 9.9억 명 → 2045년 11.7억 명으로 예상된다.
정확도, 사용 편이성을 높이고 소형화된 연속혈당측정기(CGM)는 CAGR 24.8%, 인슐린 펌프 시장은 CAGR 13.5% 로 2027년까지 시장규모가 증가할 전망이다
주요 기업
1형 당뇨 환자와 일부 2형 당뇨 환자를 중심으로 시장이 성장하고 있고, 미국 내 시장 침투율은 25%, 미국 외 지역은 10% 수준으로 추정된다. 선도 기업들의 향후 전략 방향은 1) 미국 외 지역으로 확장, 2) 2형 당뇨 환자, 병원 시장, 임신성 당뇨, 전당뇨 등 환자군 확장이다.
❖ 선도 기업 사용자 및 매출 증가율
◼︎ CGM : (Abbott) 400만 명, 매출 CAGR 20.3% (Dexcom) 125만 명, 매출 CAGR 37.8% (Medtronic) 60만 명
◼︎ Pump : (Medtronic) 60만 명, (Insulet) 30만 명, (Tandem Diabetes) 33만 명
인슐린 주입 방법은 비교적 다양한 선택지가 존재한다. 전통적인 방법인 주사기와 펜 등 MDI(Multiple Direct Injection)이 60 ~70% 시장을 차지하고 있고, 인슐린 펌프의 비중은 30~40% 수준으로 추정된다. 인슐린 펌프 시장의 주입선이 있는 Tethered 펌프의 비중이 62%, 주입선이 없는 패치 형태의 펌프 비중이 38% 수준이다.
❖ 국내 기업
◼︎ 아이센스 : CGM 케어센스 에어(CareSens Air)가 2022년 2월 국내, 5월 독일, 뉴질랜드에서 각각 인허가 획들을 위한 확증 임상에 진입하였다. 임상시험 종료 후 인허가를 신청하면 2023년 한국, 뉴질랜드, 호주, 독일, 영국 등에 제품을 출시할 예정이다.
경쟁사 대비 가격이 저렴하고 교체주기는 14일 목표, 정확도 MARD는 시중 제품의 평균 수준인 9~11%를 목표로 하고 있다. 2023년 출시 예정인 첫 번째 제품은 일 1회 Calibration이 필요하고, 두 번째 제품은 Calibration-Free로 출시할 계획이다.
2022년 실적 가이던스 매출액 2,600억 원, 영업이익 310억 원, OPM 11.9%
2023년 매출액 2,900억 원, 영업이익 446억 원, OPM은 평년 수준인 15.3%로 회복될 것으로 전망된다. (PER 12.5배 수준)
◼︎ 이오플로우 : 이오패치 임상시험 결과가 2022년 3월 대한당뇨병학회 발행 SCE 국제 학술지 DMJ에 게재되었다. (2020년 3월~7월, 성인 1형 당뇨 환자 9명, 삼성서울병원/서울아산병원, 착용 전/후 4주 비교) 2021년 4월 국내 판매 시작했고, 2022년 4월 기준 사용자수는 300명, 재구매율은 88%로 상승했다. 국내 포함 주요 국가의 보험 등재 여부가 중요한데 수가 적용 시 가파른 침투율 상승이 기대된다.
2022년 매출액 102억 원, 생산능력 연말 기준 300만 개 목표
2023년 매출액 475억 원, 손익분기 달성 목표, 생산능력 연말 기준 600만 개 목표, 센서 분리형 인공췌장 이오패치X, 이오패치(3ml)
2024년 CGM (유엔엑스 공동연구)
2025년 일체형 웨어러블 인공췌장 - 이오파니
◼︎ 유엔엑스 : 메소포러스 백금을 소재로 한 다공성 나노소재 기반의 비효소식 방식의 CGM 센서를 2024년 상용화 목표로 개발 중(교체주기 15일, MARD 9.9% 목표, Libre3 수준의 소형화, 측정주기 1분) 나노다공성 백금은 1~2nm 크기의 미세한 동공들이 3차원으로 형성되어 있는 소재로 낮은 전압 사용이 가능하고 보정 전극을 추가하여 아세트아미토펜, 아스코르부산 등 혈당 측정 방해 물질에 노출되어도 신호가 거의 증가하지 않는다는 장점. 효소 방식 대비 화학적 안정성과 기계적 강도가 우수하여 양산성 뛰어남, 유통 환경의 제약이 적음.
2023년 기술특례상장 추진 계획
❖ 외국 기업
◼︎ Dexcom : CGM 전문기업, 2018년 출시한 G6가 주력 제품으로 Calibration 이 필요 없는 제품으로 편의성 높임. Tandem, Insulet 등 인슐린 패치/펌프와 연동되어 혈당 변화에 따라 인슐린을 주입하는 인공췌장 기능 구현
2022년 주요 목표는 G7 글로벌 출시 및 T2 NIIT(인슐린 비의존형 2형당뇨 환자)에 대한 접근, 3번째 생산 사이트이자 첫 해외 생산 기지인 말레이시아 공장 증설
미국 내 침투율 25% 로 성장률 점차 둔화되고 있고, 미국 외 지역은 침투율 10% 추정
*G7 : '22.03 CE 인증, '21.4Q FDA 신청, MARD 8.2%, Warm-up 시간 30분, 트랜스미터-센서 일체형, 상용화된 CGM 중 가장 작고 슬림, 애플 워치와 바로 연동되어 스마트폰 없이 혈당을 실시간으로 관찰, 교체주기 10일
◼︎ Abbott : 진단의학, 혈관치료, 의약품, 신경조절, 영양식품, 당뇨관리 등 헬스케어 전반적인 영역에 진출해 있는 글로벌 기업.
Libre 사용자수는 2021년 400만명까지 증가한 것으로 추정, 후발 주자인 Libre는 Dexcom 대비 절반 수준의 가격으로 출시하여 M/S 50% 육박, 미국에서는 보험 급여를 적용받으면 월간 $0~$60 비용으로 사용 가능
*Freestyle Libre3 : '20.09 CE 인증, '22.05.31 FDA 인허가 획득. 교체주기 14일, MARD 7.9%, rtCGM, 기존제품 대비 부피 70% 축소, 소비자 가격은 기존 제품과 동일하게 책정
◼︎ Medtronic : 인슐린 펌프(Minimed)와 CGM(Guardian) 모두 보유한 유일한 기업, 2016년 9월 인공췌장 시스템 최초 사용 승인(Minimed 670G)
◼︎ Insulet : 소형화된 웨어러블 인슐린 펌프 Omipod, 사용기간 3일, 방수, 2022년 1월 분리형 인공췌장(Dexcom G6+Omnipod 5) FDA 인허가 획득하여 연말 미국 시장 출시 예정
◼︎ Tandem Diabetes : 인슐린 펌프 및 소프트웨어 전문 기업, Dexcom G6, G7, Abbott Libre2 등과 연동되어 인슐린 자동 주입 기능을 지원, 2022년 인슐린 전달 모바일 어플리케이션(t:connect) FDA 최초 승인 획득, 2022년 여름 확장 모델 출시 예정
연속혈당측정기 (Continuous Glucose Monitoring)
CGM 정확도를 나타내는 지표인 MARD(Mean Absolute Relative Difference)는 1990년대 초기 제품에서는 25.0% 로 낮은 정확도를 보였으나 2010년대 후반 출시 제품들은 자기혈당측정기(BGM)과 유사한 수준인 10.0%까지 발전했다.
*BGM(Blood Glucose Monitoring): 간이혈당측정기로 스트랩에 묻은 혈액을 청색광의 반사를 통해 혈당을 측정하는 장비, 혈당 측정을 위해 하루 4~8회 손가락 끝을 바늘로 찔러 모세혈을 채취해야 하는 번거로움, 전반적인 혈당 상태를 반영하지 못하고 순간의 측정치라는 한계점
글로벌 CGM 시장은 Abbott, Dexcom, Medtronic 3개사가 과점하고 있다. 특히 Abbott, Dexcom 의 당뇨부문 매출액이 2014년부터 2021년까지 각각 CAGR 20.3%, 37.8% 로 성장하였다. 2022년은 Abbott - Freestyle Libre3 / MARD 7.9% , Dexcom G7 / MARD 8.2% 이 신제품 FDA 인허가를 획득하고 시장에 진출하는 해이다.
피하 지방에 삽입된 센서가 제대로 동작하기 위하여 착용후 Libre2는 1시간, G6는 2시간 내외의 Warm-up 시간이 필요하다. 웜업 시간 필요한 이유는 체내에 삽입된 센서를 외부 물질로 받아들여 작은 면역반응을 일으키는 이물반응(FBR: Foreign Body Reaction) 때문이다. 센서 주변에 단백질, 혈소판, 세포등이 흡착하거나 염증이 발생할 수 있고, 이물반응 외에도 아세트아미노펜 혈중 농도, 요산 농도가 정확도에 영향을 미칠 수 있다.
❖ CGM 분류
◼︎ 측정 빈도 : rtCGM (1~5분 주기 실시간 방식), iCGM (센서 태그시 전송)
◼︎ 침습 정도: MI CGM (Minimally Invasive, 최소침습, 현재 상용화되어 있는 방식), NI CGM (Non Invasive, 빅테크들이 주로 스마트워치 형태로 개발 중인 방식)
◼︎ 효소식/비효소식 : 상용화된 MI CGM은 효소식 주류 ( 포도당 산화 효소가 코팅된 미세 전극이 포도당과 반응하는 효소촉매반응 이용, 온도, PH, 습도 등에 의한 효소 변성으로 센서 응답 및 감도가 점진적으로 감소하여 장시간 사용이 어려움 )
비효소 방식은 개발 중, 센서 수명이 효소식 대비 길고, 온도, 자외선, 화학물질 등의 영향이 감소한다는 장점
혈당의 관리
❖ 인슐린의 개념
혈중 당분의 두가지 주요 원천은 1)간에서 생기는 당분 2)식사에서 섭취하는 당분으로 나눌 수 있다. 간에서는 일반적으로 공복 시에도 당분을 생성하고, 이를 이용하기 위해서는 공복 시에도 이를 조절할 수 있는 1) 기초 인슐린(basal insulin)이 필요하다. 또 식사 후 탄수화물이 장에서 흡수되며 생성되는 당분으로 식사 후 혈당이 증가하게 되는데, 혈당의 항상성을 유지하기 위해 필요한 인슐린을 2)식사 인슐린(bolus insulin)이라고 한다.
❖ 인슐린 집중치료
인슐린 분비능력이 소실된 제 1형 당뇨와 인슐린 분비능력이 점진적으로 저하 및 소멸되는 제 2형 당뇨 모두 인슐린 집중치료가 매우 중요하다. 인슐린 집중치료는 1)다회 인슐린 주사(MDI, Multiple Daily Injection), 2)인슐린 펌프를 통한 지속적인 피하 인슐린 주입(CSI, Continuous Subcutaneous Insulin Infusion)로 나눌 수 있다. 인슐린 집중치료의 목적은 저혈당과 고혈당 사이의 변동폭이 크지 않도록 적정혈당유지시간(TIR)을 70% 이상 유지하는 것이다.
❖ 인슐린 주입 기기의 발전
주사 → 펜/디지털펜 → 펌프 → 패치 → 인공췌장
◼︎ 인슐린 펜 : MDI의 대표적 수단으로 인슐린 펜에 미리 인슐린을 채워서 사용하며, 다이얼을 사용하기 때문에 정확한 인슐린 용량을 알 수 있다는 장점이 있다. 2017년 최초의 스마트 인슐린펜이 미국에서 출시되었으며 스마트폰 애플리케이션과 동기화가 나으해졌다. 현재까지도 인슐린 주입기 시장에서 대부분을 차지하고 있으며 MDI는 전체 시장의 66.2%를 차지하고 있다.
◼︎ 인슐린 펌프 : 1970년대에 인슐린 펌프와 인슐린 주입이 되입되면서 수동으로 매번 주입했던 인슐린 주사에서 3~4일 한 번으로 주사 횟수를 줄이는 것이 가능해졌다. 인슐린 펌프는 1)주입선이 있는 Tethered 펌프와 2)패치 폄프로 구분된다. 패치 펌프는 연결선이 없고 소형화, 무선화된 인슐린 주입기이다.
인슐린 펌프 치료는 1)기초 인슐린 자동 주입 단계와 2)식전 식사(Bolus)인슐린 주입으로 나눌 수 있다. 이는 환자가 스스로 인슐린 양을 결정하게 된다. 최신 인슐린 펌프는 식사인슐린 계산 기능을 탑재하고 있는데, 사용자가 설정한 기초 정보(목표혈당, 교정지수 등)을 바탕으로 혈당값과 섭취할 탄소화물 양을 입력하면 자동으로 식사인슐린 양을 계산해주는 시스템이다.
◼︎ 인슐린 패치 : 패치 펌프는 몸에 부착하여 최대 3~4일을 사용할 수 있는 주입기(패치)와 이를 무선으로 제어하는 스마트폰 형태의 컨트롤러 또는 스마트폰 앱으로 구성되어 있다. 인슐린 패치는 연결선이 없이 자동 주입해야하기 때문에 펌프의 기술이 중요하다.
◼︎ 인공췌장 : 인슐린 펌프와 연속혈당기 그리고 알고리즘이 모두 필요한 디바이스이다. 인공췌장의 알고리즘 APS 발전 단계는 6단계로 나눌 수 있고, 현재 APS 5단계까지 개발이 되어있는 상태이다.
- 1세대 : 저혈당과 고혈당의 측정 및 예측
1) 저혈당 인슐린 투여 중지 펌프 - 사용자가 저혈당 알림에 반응하지 않을 때 자동으로 펌프를 멈추는 기능
2) 저혈당 최소화 펌프 - 저혈당을 예측하여 인슐린 분비를 감소시키거나 분리가 필요하다는 알림 기능
3) 저혈당, 고혈당 최소화 펌프 - 저혈당 뿐만 아니라 고혈당을 예측하는 기능까지 탑재
- 2세대 : 인슐린 자동 주입
4) 자동화 기초인슐린 하이브리드 폐회로 인공췌장시스템 - 기초인슐린 용량을 자동으로 설정하여 조절하고, 식사 인슐린은 매뉴얼에 따라 사용자가 직접 주입
5) 완전 자동화 인슐린 폐회로 - 기초인슐린과 식사인슐린 모두를 알고리즘 계산에 따라 자동으로 설정 및 조절
- 3세대 : 완전 자동화
6) 완전 자동화 멀티 호르몬 폐회로 - 저/고혈당 감지 및 알람, 인슐린 자동 주입뿐만 아니라 글루카곤 자동주입 기능까지 탑재해, 실질적인 인공췌장이 된다.
*글루카곤(Glucagon)은 췌장의 알파 세포에서 생산되는 펩타이드 호르몬이다. 체내의 혈당의 양이 기준치 이하로 내려갈 경우 췌장에서 글루카곤을 분비, 간에서 글리코젠을 포도당으로 분해해 혈당량을 증가시키는 작용을 한다. 췌장의 베타세포에서 합성되는 인슐린과는 반대 작용을 하고, 따라서 글루카곤과 인슐린은 피드백 관계에 있다.
