전 세계가 반도체 산업보다 더 큰 시장이 될 바이오 헬스케어 산업을
향해 진격 중이다!

지금은 질병이 생기면 치료하는 시대가 아니다. 미리 질병을 예측하고 예방하는 시대이다. 2003년에 인간 설계도를 밝혀내는 인간 게놈 프로젝트 완성 후 인간 질병의 유전적인 특성을 파악했을 뿐만 아니라 약물이나 음식 등의 개인 간 차이에 대한 비밀을 푸는 기초가 마련됐다. 또한 게놈 분석 비용도 계속 저렴해졌고 개인이 자신의 유전자 정보 검사도 늘어나고 있다. 더욱이 4차 산업혁명의 발전에 따라 인공지능 기술과 빅데이터를 도입해 개인의 질병을 예측하고 예방하는 시대가 본격적으로 시작됐다. 그에 발맞추어 전 세계적으로 개인맞춤 영양 연구가 활발하다. 이스라엘, 영국, 유럽연합, 미국 등이 아직 미개척 시장인 개인맞춤 영양의 주도권을 잡기 위한 각축전을 벌이고 있다.
우선 이스라엘이 가장 먼저 개인맞춤 영양을 향한 의미 있는 첫발을 내디뎠다. 바이츠만과학연구소가 중심이 된 개인맞춤 영양 연구PNP에서 개인의 식이 섭취, 생활방식, 숙주 표현형 및 장내미생물군집 유전체의 변화에 대한 인간 집단의 광범위한 모니터링을 하고 식사에 대한 개별 혈당 반응을 정확하게 예측하는 기계학습 알고리즘을 개발한 것이다. 영국은 프레딕트1 연구에서 식후 중성지방 반응도를 기계학습으로 예측해냈다. 주요 연구자인 팀 스펙터는 연구 참가자들에게 음식을 섭취했을 때 단백질, 지방, 탄수화물의 비율에 따라 다 다르게 반응한다는 사실을 알아냈다. 참가자의 99%는 평균에 맞지 않았고 일란성 쌍둥이 역시 차이가 있었다는 것이다. 유럽연합의 푸드포미는 식품과 유전자 발현의 관계를 연구하고 있다. 개인맞춤 영양의 근본적인 질문인 ‘음식, 유전자, 신체적 특성에 대한 현재의 이해를 어떻게 잘 활용해 각 개인에게 맞는 건강한 식단을 설계할 수 있는가’에 대한 답을 찾고 있다. 미국은 미국인 1만 명을 대상으로 5년간 개인맞춤 정밀영양 연구에 1억 5,600만 달러를 투자 계획이다. 정밀연구를 촉진하고 개인맞춤 식단을 예측하는 알고리즘을 설정해 다양한 인구의 건강을 개선하고 만성질환을 줄이는 것을 목표로 하고 있다.
한국에서는 아직 이스라엘, 영국, 유럽연합, 미국과 같은 연구는 부재한 상태이다. 다만, 정밀의료 기반 형성을 위한 국가 통합 바이오 빅데이터 구축 사업이 진행되고 있는데 자발적인 유전 정보 제공자 100만 명의 데이터 수집을 목표로 하고 있다.

전세계 식품 기업들은 물론이고 스타트업들이 앞다투어 개인맞춤 식단을
시도하고 있다

최근 통계에 따르면 코로나19 이후 미국인의 75%가 영양제를 복용한다고 한다. 미국 건강기능식품 시장 규모는 2021년 기준 484억 달러로 평가됐다. 점점 더 많은 고객이 자신의 특정 건강과 웰빙 요구를 맞춘 건강기능식품을 찾고 있다. 하지만 아직 개인맞춤 영양 또는 정밀영양 시장은 산업화의 초기 단계다. 해외 개인맞춤 건강기능식품은 설문 알고리즘, 유전자 검사, 혈액 검사, 장내미생물 분석 등을 통해 제공하고 있으며 소변 검사. 모발 검사, 대사체 분석 등을 활용하기도 한다. 국내에서도 다양한 기업들이 개인맞춤 건강기능식품을 준비하고 있다.
또한 식품 기업들도 개인맞춤 식단을 시도하고 있다. 유전자, 혈액, 소변, 대변, 모발 등의 여러 검사결과나 개인의 식습관, 라이프스타일 로깅 등의 데이터를 기반으로 각자 개인에게 맞는 영양 성분을 추천하는 모델이나 특정 질병 또는 영유아, 시니어, 임산부처럼 특정 생애주기에 맞는 맞춤형 식품을 제안하는 모델 등으로 이루어져 있다. 그 외에도 메디푸드와 밀키트의 발전이 두드러지고 있다. 또한 마이크로바이옴도 화장품, 샴푸, 항노화 등의 뷰티제품과 마이크로바이옴 맞춤형 식단관리와 마이크로바이옴을 활용한 반려동물용 사료와 영양제가 나와 있다.

유전체에 따른 개인맞춤 영양으로 치료하고 기능의학 데이터로 질병을 예방하는
시대가 온다

이제 우리는 영양유전학의 발전을 통해 특정 영양소 결핍을 알아낼 수 있게 됐다. 유전자 분석을 통해 비타민 결핍을 예측하고 그에 따른 처방을 할 수 있고 다이어트를 한다면 비만과 식탐을 일으키는 유전자가 있는지를 검사해 그에 따른 처방을 할 수 있고 장내 미생물인 마이크로바이옴을 검사하고 개인맞춤 유산균 처방도 할 수 있다. 특히 기능의학 분야가 발전하면서 활용도가 더 높아지고 있다. 기능의학이란 암이나 당뇨나 고혈압 같은 질병은 아니지만 만성피로, 통증, 수면장애, 스트레스로 인한 다양한 증상 등 신체와 정신이 정상적이지 않은 상태, 즉 생리적 기능 이상 상태를 진단하고 치유하는 학문이다. 노화 호르몬 검사, NK면역세포 활성화 검사, 소변 유기산 검사, 모발 미네랄 검사, 푸드 항체 검사, 자율신경 검사 등을 통해 타고난 유전자가 나빠도 질병을 예방하고 치료할 수 있는 것이다. 생체시계라고 불리는 텔로미어의 길이도 개인맞춤 영양을 통해 늘릴 수 있는 것이다.
이 책은 개인의 건강한 삶의 질을 높이는 개인맞춤 영양과 식단에 관한 최전선의 연구 성과와 기업들의 다양한 비즈니스와 의료계의 서비스 등을 일목요연하게 알려주고 있다.

서론 개인맞춤 영양의 시대가 온다

1장 개인맞춤 영양 연구는 어디까지 발전했는가 _ 김지영

1 개인맞춤 영양, 인공지능을 만나다
2 이스라엘은 개인별 식후혈당예측 알고리즘을 개발했다
3 영국은 개인의 식후중성지방 반응까지 기계학습으로 예측한다
4 유럽연합이 펀드하는 푸드포미는 식품과 유전자 발현의 관계를 연구한다
5 미국은 개인맞춤 정밀영양 연구에 대규모 투자를 하고 있다
6 한국은 정밀의료를 위한 국가 통합 바이오 빅데이터를 구축하고 있다
개인의 빅데이터로 개인맞춤 영양을 한다
7 개인맞춤 영양 과학을 이해하기 위해 해결해야 할 숙제는 무엇인가

2장 개인맞춤 영양 산업은 어디까지 성장했는가 _ 김해영

1 개인맞춤 건강기능식품 수요가 늘고 있다
해외 실제 상용화 사례
2 국내에서도 다양한 기업들이 준비하고 있다
국내 실제 상용화 사례
3 식품 기업들이 맞춤식단을 시도하고 있다
국내 기업
해외 기업
4 메디푸드와 밀키트의 발전이 두드러지고 있다
5 국내외 마이크로바이옴 시장이 커지고 있다

3장 왜 유전체에 따른 맞춤영양을 해야 하는가 _ 김경철

1 유전자는 어떻게 개인의 특성을 나타내는가
2 영양유전체학과 영양유전학은 무엇이 다른가
3 특정 영양소 결핍을 유전자로 알아낼 수 있는가
4 영양 관련 유전체를 어떻게 활용하는가
5 유전자 분석으로 비타민 결핍을 예측할 수 있다
6 비만과 식탐을 일으키는 비만 유전자가 있다
7 DTC 유전자 검사의 확대와 한계는 무엇인가
8 마이크로바이옴이란 무엇인가
9 왜 개인맞춤 유산균 처방을 해야 하는가
10 항노화 영양으로 텔로미어를 길게 할 수 있다
11 음식과 영양이 유전자의 발현을 바꿀 수 있다

4장 기능의학 데이터로 개인맞춤 질병 예방을 한다 _ 김경철

1 기능의학으로 질병의 원인을 치료한다
2 기능의학의 대표적인 검사들은 무엇이 있는가
3 소변 유기산 검사는 부족한 영양소를 알려준다
4 모발 미네랄 검사는 중금속 축적을 알려준다
5 푸드 항체 검사는 음식물 알레르기를 알려준다
6 자율신경 검사는 스트레스 수치를 알려준다
7 타고난 유전자가 나빠도 질병을 예방할 수 있다

5장 개인맞춤 영양으로 질병을 치료한다 _ 김해영

1 피로감
2 불면, 우울, 불안
불면증
우울증
불안장애
3 장
과민성 장증후군
염증성 장질환
4 눈
안구건조증
백내장과 노인성 황반변성
녹내장
5 혈당관리
6 갱년기
7 관절
8. 기억력
9 알레르기
10 생리통과 월경전증후군
11 간 기능 회복
12 다이어트
13 소아·청소년

부록 비타민과 미네랄의 주요 작용, 권장량, 공급원

참고문헌