목 차

1. 서론
  1.1. 뇌신경질환 및 퇴행성질환의 정의와 범위
  1.2. 역학적 현황: 글로벌 질병 부담과 고령화 사회의 도전
  1.3. 최근 치료제 개발의 패러다임 전환 개관
  1.4. 리포트의 목적 및 구성
2. 알츠하이머병(Alzheimer's Disease) 연구 동향
  2.1. 질병조절치료제의 등장과 임상 성과
    2.1.1. Lecanemab (LEQEMBI)
    2.1.2. Donanemab (KISUNLA)
    2.1.3. 차세대 파이프라인
  2.2. 혈액 기반 바이오마커 혁명
  2.3. 유전체 및 정밀의학 접근
  2.4. 신경교세포 중심의 병리기전 연구
3. 파킨슨병(Parkinson's Disease) 연구 동향
  3.1. 질병조절치료제 파이프라인
  3.2. GLP-1 수용체작용제의 신경보호 가능성
  3.3. 줄기세포 및 세포치료
  3.4. AI 기반 조기진단 및 비약물적 치료
4. 근위축측삭경화증(ALS) 및 기타 신경퇴행성질환
  4.1. ALS 유전자치료의 돌파구: Tofersen (Qalsody)
  4.2. 헌팅턴병 및 기타 신경퇴행성질환
5. 공통 병리기전 및 융합 연구 플랫폼
  5.1. 신경염증(Neuroinflammation)의 범질환적 역할
  5.2. 단일세포 및 공간 멀티오믹스 기술
  5.3. 근육-뇌 축(Muscle-Brain Axis) 및 마이오카인 연구
6. 인공지능(AI) 및 디지털 기술의 신경퇴행성질환 적용
  6.1. AI 기반 뇌영상 분석 및 프로테오믹스
  6.2. AI 기반 신약 발굴 및 디지털 바이오마커
7. 약물 전달 기술 및 첨단 치료 플랫폼
  7.1. 뇌-혈관장벽(BBB) 통과 및 나노기술
  7.2. 유전자편집(CRISPR) 및 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)
8. 국내 연구 현황 및 산업 동향
  8.1. 국내 신경퇴행성질환 연구 주요 성과
  8.2. 국내외 시장 전망
9. 결론 및 향후 전망
  9.1. 질병조절치료제의 진화 방향
  9.2. 정밀의학 및 AI/디지털 헬스 전망
  9.3. 다학제 융합 연구의 필요성과 결론
10. 참고문헌


1. 서론

1.1. 뇌신경질환 및 퇴행성질환의 정의와 범위

신경퇴행성질환(neurodegenerative disease)은 중추신경계의 신경세포(neuron)가 점진적으로 사멸하면서 인지, 운동, 행동 기능에 장애를 초래하는 질환군을 총칭한다. 이러한 질환에는 알츠하이머병(Alzheimer's Disease, AD), 파킨슨병(Parkinson's Disease, PD), 근위축측삭경화증(Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS), 헌팅턴병(Huntington's Disease, HD), 다발성경화증(Multiple Sclerosis, MS), 다계통위축증(Multiple System Atrophy, MSA), 전두측두엽 치매(Frontotemporal Dementia, FTD) 등이 포함된다. 이들 질환은 각각 고유한 임상 양상을 보이지만, 공통적으로 비정상적 단백질 응집(아밀로이드 베타, 타우, 알파-시누클레인 등), 신경염증, 미토콘드리아 기능장애, 산화 스트레스, 시냅스 소실 등의 병리기전을 공유한다. 분자 수준의 병리기전을 더욱 구체적으로 살펴보면, 비정상 단백질 응집은 유비퀴틴-프로테아좀 시스템(Ubiquitin-Proteasome System, UPS)의 기능 장애와 자가포식(autophagy) 시스템의 손상으로 인해 가속화된다. 이렇게 축적된 단백질 올리고머는 프리온 유사(prion-like) 전파 방식으로 뇌 내 여러 영역으로 확산되며, AD의 경우 Braak 병기(Braak staging)에 따라 내후각피질에서 시작하여 신피질로 순차적으로 진행되는 타우 병리 확산 패턴이 확인된다. 파킨슨병에서도 마찬가지로 Braak PD 병기 분류에 따라 뇌간 하부에서 시작하여 흑질을 거쳐 신피질로 확산되는 알파-시누클레인 병리가 관찰된다. 흥분독성(excitotoxicity)과 칼슘 항상성 이상, 축삭 수송 결함(axonal transport defect) 역시 신경세포 사멸을 촉진하는 핵심 메커니즘으로 알려져 있다. 따라서 신경퇴행성질환은 단일 기전이 아닌, 다중의 상호작용하는 병리기전이 복잡하게 얽힌 다인성 질환으로 이해되어야 한다. 최근 세포자멸사(apoptosis), 네크롭토시스(necroptosis), 페롭토시스(ferroptosis) 등 다양한 신경세포 사멸 경로의 기여가 규명되면서, 세포 사멸 기전을 표적하는 새로운 치료 전략도 활발히 탐색되고 있다.

Figure 1. 신경세포 내 아밀로이드 플라크 및 타우 신경섬유매듭의 병리적 축적 모식도
알츠하이머병 뇌 조직 단면의 3D 과학 일러스트레이션. 좌측의 노란색 덩어리는 세포 외부에 축적된 아밀로이드 베타(Aβ) 플라크를, 우측의 적갈색 섬유 구조는 신경세포 내부에 형성된 과인산화 타우(p-Tau) 신경섬유매듭(neurofibrillary tangle)을 나타낸다. 중앙의 신경세포는 이러한 이중 병리에 의해 점진적으로 손상되어 시냅스 소실과 신경세포 사멸로 이어진다.
 출처: 본 리포트를 위해 제작된 과학 일러스트레이션(AI-generated scientific illustration, 2026). 

표 1은 주요 신경퇴행성질환의 핵심 병리 단백질과 영향을 받는 뇌 영역을 정리한 것이다. 각 질환은 특정 단백질의 비정상적 응집과 이로 인한 특정 뇌 영역의 신경세포 사멸이라는 공통된 메커니즘을 공유하면서도, 임상적 표현형에서는 큰 차이를 보인다. 특히 타우병증(tauopathy)이라는 상위 범주에는 AD 외에도 전두측두엽 치매, 진행성 핵상 마비(PSP), 피질기저 퇴행증(CBD) 등이 포함되며, 알파-시누클레인병증(synucleinopathy)에는 PD와 레비소체 치매(DLB), MSA가 함께 분류된다. 이러한 분자 병리학적 분류 체계는 바이오마커 개발과 치료 전략 수립에 있어 중요한 기준점을 제공한다. TDP-43 병증(TDP-43 proteinopathy)은 ALS와 FTD의 중첩 질환 스펙트럼(ALS-FTD)을 형성하며, 이는 두 질환이 단순히 임상적 유사성을 공유하는 것이 아니라 분자 병리학적으로 연속적 스펙트럼 상에 위치함을 시사한다. 헌팅턴병은 HTT 유전자의 CAG 반복 서열 수(>36회)와 발병 연령 및 중증도가 역상관 관계를 보이는 유전-표현형 상관이 명확한 단일 유전자 질환으로, 발병 전 유전자 검사와 예방적 개입이 가능한 대표적 모델 질환이다. 다발성경화증은 자가면역 기전에 의한 수초 파괴가 핵심으로, 여기서 나타나는 신경퇴행은 일차적 염증에 이차적으로 수반되는 점에서 다른 신경퇴행성질환과 병리적 기원이 다르다. 이처럼 신경퇴행성질환군은 단백질 병리, 유전 기반, 면역 기전, 세포 사멸 경로 등 다양한 차원에서 이질적이면서도 공통 기전을 공유하는 복잡한 집단으로, 질환 간 공통 기전을 표적으로 하는 범질환적 치료 전략과 질환별 특이 기전을 표적으로 하는 개인 맞춤형 전략의 병행 개발이 요구된다. 특히 RNA 결합 단백질 기능 이상이 ALS, FTD, HD 등 다수 질환에서 공통적으로 관찰되어, 이를 표적으로 하는 범질환적 ASO 전략이 새롭게 부상하고 있다.

표 1. 주요 신경퇴행성질환의 병리 단백질 및 영향 뇌 영역

1.2. 역학적 현황: 글로벌 질병 부담과 고령화 사회의 도전

세계보건기구(WHO)의 2021년 보고에 따르면 전 세계 치매 인구는 현재 약 5,500만 명에 달하며 [34], 2030년 약 7,600만 명, 2050년에는 1억 3,500만 명에 이를 것으로 전망된다. 이 중 알츠하이머병이 전체 치매의 60~80%를 차지한다. Lancet Commission이 2024년 업데이트한 보고서에서는 치매 발생에 관여하는 수정 가능한 위험인자(modifiable risk factors)를 기존 12개에서 14개로 확대하였으며(청각 손실, 고혈압, 비만, 흡연, 우울증, 신체 활동 부족, 당뇨병, 과음, 두부외상, 대기오염, 사회적 고립, 저교육 수준, 시각 손실, 고 LDL 콜레스테롤 추가), 이들 요인이 전체 치매 발생의 약 45%를 설명할 수 있다고 발표하였다 [36]. 파킨슨병 환자 수 역시 전 세계적으로 약 1,000만 명으로 추정되며, 2040년에는 1,420만 명까지 증가할 것으로 예측된다. ALS의 경우 전 세계 유병률은 약 인구 10만 명당 4~6명이며, 연간 발생률은 약 2~3명이다. 사회경제적 측면에서 알츠하이머 관련 의료비는 미국에서만 2050년 약 1조 1,000억 달러에 이를 것으로 전망되어, 국가 보건재정에 막대한 부담을 야기할 것으로 예상된다. 국민건강보험공단(NHIS) 자료에 따르면 한국의 65세 이상 인구의 치매 유병률이 약 10.33%로, 2024년 기준 약 100만 명의 치매 환자가 존재하는 것으로 추산된다. 환자 1인당 연간 직간접 비용은 약 2,000만 원을 상회하며, 가족 보호자 1인당 연평균 돌봄 시간은 약 2,200시간으로 추정된다. 이러한 개인적·사회적 부담의 증가는 조기 진단과 질병조절치료제의 개발을 시급한 의학적·경제적 과제로 부각시키고 있다. 특히 저소득 및 중소득 국가에서 전체 치매 환자의 약 60%가 거주하고 있어, 저비용·고효율 진단 도구와 접근 가능한 치료제 개발이 국제 보건 형평성 측면에서도 긴요한 과제로 대두되고 있다.

Figure 2. 전 세계 치매 인구 전망 (2024-2050)
2024년 약 5,500만 명에서 2050년 약 1억 3,500만 명으로 증가할 것으로 전망되는 글로벌 치매 환자 수의 연도별 추이. 막대의 색상 변화는 시간 경과에 따른 질병 부담의 가속적 증가를 시각화하며, 특히 2030~2050년 구간에서 고령화의 가속으로 인한 폭발적 증가가 예상된다.
 출처: World Health Organization (WHO), Global Status Report on the Public Health Response to Dementia, 2021 [34]. 

1.3. 최근 치료제 개발의 패러다임 전환 개관

신경퇴행성질환 치료 분야는 수십 년간 '아밀로이드 가설의 실패'로 대표되는 연이은 임상시험 좌절을 경험하였다. Solanezumab, bapineuzumab, crenezumab 등 다수의 항아밀로이드 항체가 대규모 Phase III 임상에서 일차 평가변수를 충족하지 못하고 좌절되었으며, 특히 solanezumab은 총 7개의 대규모 임상(EXPEDITION 시리즈)이 연속 실패하여 아밀로이드 가설 자체에 대한 회의론이 고조되었다. 그러나 2021년 Aducanumab의 FDA 가속 승인은 큰 논란을 불러일으켰으며, 임상적 유효성 논쟁 속에 Biogen이 2024년 미국 시장 철수를 결정하였다. 이와 달리 2023년 Lecanemab의 전통적 승인(traditional approval)은 최초로 명확한 임상적 효용(clinical benefit)을 FDA가 인정한 사례로, 치료 패러다임의 근본적 전환점이 되었다. 인공지능(AI)과 딥러닝 기술의 발전은 뇌영상 분석의 자동화, 신약 후보물질 발굴의 효율화, 디지털 바이오마커를 통한 원격 모니터링 등 다양한 영역에서 패러다임 전환을 이끌고 있다. 단일세포 전사체 분석(scRNA-seq)의 대규모 적용으로 질환 특이적 세포 아형과 분자 기전이 규명되고 있으며, 공간 전사체학(spatial transcriptomics)은 병리 미세환경의 세포 구성을 전례 없는 해상도로 분석 가능하게 하였다. 혈액 기반 바이오마커(BBM)의 임상 적용은 침습적 뇌척수액 검사나 고비용 PET 촬영 없이도 알츠하이머 병리를 정량화할 수 있게 하여, 대규모 인구 기반 스크리닝과 예방적 치료 개입의 가능성을 열었다. 아울러 줄기세포 치료의 Phase III 임상 진입, CRISPR 유전자편집의 신경질환 적용, 나노기술 기반 BBB 통과 약물전달 등 다학제적 혁신이 동시다발적으로 진행되고 있다. 이러한 패러다임 전환의 핵심은 단일 분자 표적에서 복합 기전 표적으로, 증상 치료에서 질병 조절로, 단일요법에서 복합요법으로 전략이 전환되고 있다는 점이다.

Figure 3. 신경퇴행성질환 치료 분야 주요 마일스톤(2023-2026)
2023년 Lecanemab FDA 전통적 승인 및 Tofersen 가속승인을 시작으로, 2024년 Donanemab 승인, 2025년 LEQEMBI 피하주사 제형 승인, AAIC 혈액 바이오마커 가이드라인 발표, Bemdaneprocel Phase III 임상 개시에 이르기까지의 핵심 이벤트를 시간순으로 배열한 타임라인. 각 점의 색상은 치료 분야(녹색계열: 알츠하이머, 보라계열: ALS, 갈색: 세포치료, 황색: 바이오마커)를 구분한다.
 출처: Eisai (2025) [1], FDA Federal Register (2025) [2], AAIC (2025) [3], BlueRock Therapeutics (2025) [7] 등 각사 보도자료 및 규제기관 공시 종합 [6]. 

1.4. 리포트의 목적 및 구성

본 동향리포트는 2024~2026년의 최신 연구 동향을 체계적으로 정리하여 뇌신경질환 및 퇴행성질환 분야의 현황과 전망을 종합적으로 제시하는 것을 목적으로 한다. 기존 BRIC 게재 리포트들이 2020~2021년 기준의 신경교세포 중심 기초연구 동향이었다면, 본 리포트는 2024~2026년의 임상 전환(clinical translation)에 초점을 맞추어 시의성과 실용성을 극대화하고자 한다. 이 기간은 신경퇴행성질환 분야 역사상 최초로 FDA 승인 DMT가 연이어 등장하고, 혈액 바이오마커가 임상 표준으로 정립되며, 세포치료가 Phase III 임상에 진입한 특별한 전환의 시기로, 본 리포트의 시의적 가치가 크다고 할 수 있다. 본 리포트의 주요 독자는 신경퇴행성질환 연구에 관심을 가진 기초 및 임상 연구자, 관련 산업계 종사자, 그리고 정책 수립자이며, 각 분야의 심층 지식 없이도 최신 동향을 포괄적으로 파악할 수 있도록 핵심 개념에 대한 설명을 병행하였다. 본 리포트의 구성은 다음과 같다. 제1장 서론에서는 신경퇴행성질환의 정의와 범위, 글로벌 역학 현황, 최근 패러다임 전환의 배경을 개괄한다. 제2장에서는 알츠하이머병 분야의 질병조절치료제(Lecanemab, Donanemab), 혈액 바이오마커, 유전체 연구, 신경교세포 병리기전을 상세히 다룬다. 제3장은 파킨슨병의 질병조절치료제 파이프라인, GLP-1 수용체작용제, 줄기세포 치료, AI 기반 조기진단을 분석한다. 제4장은 ALS의 Tofersen 치료제와 헌팅턴병, 다발성경화증 등 기타 신경퇴행성질환의 최신 동향을 정리한다. 제5장에서는 신경염증, 단일세포/공간 멀티오믹스, 근육-뇌 축 등 공통 병리기전과 융합 연구 플랫폼을 다룬다. 제6장은 AI 기반 뇌영상 분석, 신약 발굴, 디지털 바이오마커를 탐구하며, 제7장은 BBB 통과 약물전달 시스템과 CRISPR/BCI 기술을 소개한다. 제8장은 국내 연구 성과와 글로벌 시장 전망을, 제9장은 향후 연구 방향과 결론을 제시한다. 리포트 전반에서 각 분야의 핵심 수치와 임상 데이터를 명시하여 연구자와 정책입안자가 구체적인 참고 자료로 활용할 수 있도록 하였다.

2. 알츠하이머병(Alzheimer's Disease) 연구 동향

2.1. 질병조절치료제의 등장과 임상 성과

2.1.1. Lecanemab (LEQEMBI)

Lecanemab(레카네맙, 상품명 LEQEMBI)은 Eisai와 Biogen이 공동개발한 아밀로이드 베타(Aβ) 프로토피브릴(protofibril) 선택적 표적 인간화 단클론항체(IgG1)이다. 2023년 1월 FDA 가속 승인에 이어, 동년 7월 전통적 승인(traditional approval)을 획득하였다. 이 약물의 핵심 표적은 Aβ 단량체가 아닌 독성이 강한 올리고머 및 프로토피브릴 형태로, 이는 solanezumab(단량체 표적)이나 aducanumab(플라크 표적)과 구별되는 기전적 특이성이다. Clarity AD 임상시험(n=1,795, 18개월, 초기 알츠하이머 환자)에서 CDR-SB (Clinical Dementia Rating Sum of Boxes) 기준으로 위약군 대비 0.45점(27%)의 인지저하 감속을 달성하였으며(p < 0.001), 아밀로이드 PET 측정에서 뇌 내 아밀로이드 플라크가 유의미하게 감소하였다 [4]. 부작용으로 ARIA-E(아밀로이드 관련 영상 이상-부종, 12.6%)와 ARIA-H(미세출혈, 17.3%)가 관찰되었으며, APOE4 동형접합체(homozygote)에서 더 높은 ARIA 발생률이 확인되었다. 2025년 8월에는 피하주사 유지용량 제형인 LEQEMBI IQLIK(720mg, 2주 1회 자가투여)이 FDA 추가 승인을 받아 환자 편의성이 크게 향상되었다 [1]. 치료 비용은 정맥주사 제형 기준 연간 약 2만 6,500달러이며, 현재 미국, 일본, EU, 영국을 포함한 전 세계 51개국에서 승인을 획득하였다. 동반진단(companion diagnostic)으로 아밀로이드 PET 또는 혈액 바이오마커(p-tau217) 검사가 권장된다. 한편 AHEAD 3-45 예방 임상에서는 무증상 아밀로이드 양성 고위험군을 대상으로 lecanemab의 선제적 투약이 향후 임상 AD 전환을 지연할 수 있는지 평가 중으로, 이 결과는 DMT의 예방적 적용 가능성을 검증하는 역사적 시험이 될 것이다.

2.1.2. Donanemab (KISUNLA)

Donanemab(도나네맙, 상품명 KISUNLA)은 Eli Lilly가 개발한 Aβ N3pG(피로글루타메이트화 아밀로이드 베타) 에피토프 표적 단클론항체로, 아밀로이드 플라크에 특이적으로 결합하여 제거를 촉진하는 기전을 갖는다. TRAILBLAZER-ALZ 2 Phase III 임상(n=1,736, 76주)에서 저-중등도 타우 병리를 가진 조기 알츠하이머 환자 군에서 35%의 인지저하 감속 효과를 입증하였으며 [5], 2024년 7월 FDA 승인을 획득하였다 [2]. 3년 장기 추적 데이터(LTE, Long-term Extension)에서 투약군은 ADNI(알츠하이머 자연경과 코호트) 대조군 대비 CDR-SB에서 −1.2점의 유의미한 차이를 유지하였다. Donanemab의 가장 혁신적인 임상 전략은 '치료 종결점(treatment completion)' 개념의 도입으로, 아밀로이드 플라크 제거율이 75 Centiloid 미만으로 감소한 환자에서 투약을 중단하는 방식이다. 임상시험에서 아밀로이드 완전 제거(24.1 Centiloid 이하) 환자의 비율이 치료 1년 차에 47%, 2년 차에 76%에 달하였으며, 투약 중단 후 아밀로이드 재축적 속도는 연간 약 2.4 Centiloids로 완만하였다. 이 치료 완결 개념은 장기 투여의 비용 부담을 줄이고, 충분한 아밀로이드 제거 후 타우 또는 신경염증 표적 치료로의 전환을 가능하게 하는 순차 치료 전략(sequential therapy)의 기반을 마련하였다. ARIA 발생률은 ARIA-E 24.0%, ARIA-H 31.4%로 Lecanemab보다 높았으나, 증상을 동반한 ARIA는 상대적으로 적었다. 또한 Lilly는 월 1회 피하주사 제형 개발을 검토하고 있으며, 이는 환자 편의성 및 치료 순응도 향상에 기여할 것으로 기대된다.

Figure 4. 항아밀로이드 질병조절치료제 임상 효능 비교
Lecanemab (Clarity AD 임상, n=1,795)과 Donanemab (TRAILBLAZER-ALZ 2 임상, n=1,736)의 CDR-SB (Clinical Dementia Rating Sum of Boxes) 기준 인지저하 감속률(%) 비교. Donanemab은 저-중등도 타우 병리 환자군에서 35%의 감속을 보여 Lecanemab의 27%를 상회하였으나, 두 약물의 직접적 비교(head-to-head trial)는 수행되지 않았다.
 출처: van Dyck et al., N Engl J Med, 2023 (Lecanemab) [4]; Sims et al., JAMA, 2023 (Donanemab) [5]. 

2.1.3. 차세대 파이프라인

항아밀로이드 치료제의 성공에 힘입어 차세대 파이프라인은 타우 표적, 신경염증 표적, 복합요법 등으로 다각화·확장되고 있다. 타우 표적 치료에서 가장 앞선 후보는 Eisai가 개발 중인 E2814로, 타우의 HVPGG (microtubule-binding domain) 에피토프를 표적으로 하는 항타우 항체이며 현재 Phase II 임상이 진행 중이다. 이 항체는 타우 씨앗 형성(seeding)을 억제하여 프리온 유사 전파를 차단하는 기전으로, DIAN (Dominantly Inherited Alzheimer Network) 코호트에서도 평가 중이다. Alector와 AbbVie가 공동개발 중인 AL002는 미세아교세포의 TREM2 (Triggering Receptor Expressed on Myeloid cells 2) 수용체를 활성화하는 작용제(agonist) 항체로, 병리 단백질 제거를 위한 미세아교세포의 식균 기능을 강화하는 기전을 갖는다. TREM2 활성화는 DAM (Disease-Associated Microglia) 전환을 촉진하여 아밀로이드 플라크 주변 미세아교세포의 청소 능력을 향상시킨다. Annexon의 ANX005는 보체계(complement system)의 개시인자인 C1q를 억제하여 보체 매개 시냅스 소실을 차단하는 Phase II 임상 단계의 항체로, 초기 AD에서 시냅스 소실을 예방하는 새로운 전략이다. Ionis와 Biogen이 공동개발 중인 타우 ASO (antisense oligonucleotide)는 뇌척수액 주입을 통해 타우 mRNA를 분해하는 유전자 침묵 전략으로 Phase I/II에 있으며, 전임상에서 타우 단백질 수준을 최대 80% 감소시키는 결과가 보고되었다. 이들 차세대 치료제는 개별 사용보다는 항아밀로이드 치료(Lecanemab 또는 Donanemab)와의 병용요법으로 개발될 가능성이 높으며, 아밀로이드 제거 후 타우 억제, 신경염증 조절을 순차적 또는 동시에 적용하는 복합요법이 미래 표준치료로 부상할 것으로 전망된다. 복합요법의 이론적 근거는 아밀로이드 병리가 타우 병리를 촉진하고, 타우 병리가 신경염증을 악화시키는 병리 연쇄 반응(pathological cascade)을 여러 단계에서 동시에 차단하면 각 치료의 효과를 상승적으로 강화할 수 있다는 데 있다. 실제로 A/T/N(아밀로이드/타우/신경퇴행) 생물학적 표지의 조합이 치료 반응 예측에 활용되기 시작하여, 각 환자별 최적 복합요법 구성의 개인화가 가능해질 것으로 기대된다.

표 2. 알츠하이머병 차세대 치료제 파이프라인

2.2. 혈액 기반 바이오마커 혁명

혈액 기반 바이오마커(Blood-Based Biomarker, BBM)는 신경퇴행성질환 진단의 패러다임을 근본적으로 변화시키고 있다. 기존의 알츠하이머 확진에 필요했던 아밀로이드 PET 촬영(1회 2,000~3,000달러 이상)이나 침습적 뇌척수액(CSF) 검사를 단순한 혈액 채혈로 대체할 수 있는 가능성이 현실화되고 있다. 현재 가장 유망한 단일 바이오마커는 p-tau217(인산화 타우 217번 잔기)로, 아밀로이드 PET 양성과의 일치율 민감도 92%, 특이도 90%의 높은 진단 성능을 보인다 [24]. 이를 더 발전시킨 %p-tau217(p-tau217과 비인산화 타우의 비율)은 민감도 95%, 특이도 93%로 현재까지 보고된 단일 혈액 바이오마커 중 최고 수준의 성능을 보여준다. 스페인 Sant Pau 연구소의 2025년 Neurology 논문에 따르면, p-tau217은 무증상 전임상 단계(preclinical AD)에서도 향후 인지 저하 진행을 예측할 수 있는 것으로 나타나, 예방적 개입의 가능성을 열었다. 2025년 7월 AA-IC(Alzheimer's Association International Conference)에서 발표된 최초의 BBM 임상 가이드라인은 2개의 주요 권고사항과 전문가 합의의견(GPS)으로 구성된다: (1) 선별도구로는 민감도 ≥90%·특이도 ≥75%인 BBM을 사용, (2) 확인검사로는 민감도·특이도 모두 ≥90%인 BBM을 사용 [3]. Fujirebio의 Lumipulse G 혈장 p-tau217 검사는 2025년 FDA 허가를 획득한 최초의 상업적 혈장 기반 알츠하이머 진단검사로 [6], 임상 현장에서의 BBM 도입을 가속화하고 있다. 더불어 GFAP(신경교세포섬유산성단백질)은 성상세포 반응성의 지표로서, p-tau217과 결합하면 AD 진행 예측력이 더욱 향상됨이 여러 코호트 연구에서 확인되어 다중 바이오마커 패널의 구성 요소로 활용이 증가하고 있다.

Figure 5. 주요 혈액 바이오마커 진단 성능 비교(민감도/특이도)
알츠하이머병 진단에 활용되는 5개 주요 혈액 바이오마커의 민감도(Sensitivity, 녹색)와 특이도(Specificity, 적갈색) 비교. p-Tau217은 민감도 92%, 특이도 90%로 단일 바이오마커 중 최고 수준이며, %p-Tau217(p-tau217/non-p-tau217 비율)은 민감도 95%, 특이도 93%로 가장 우수한 종합 성능을 보인다. NfL은 신경축삭 손상의 범질환적 지표로 AD 특이도가 상대적으로 낮다.
 출처: Hansson et al., Nat Aging, 2023 [23]; AAIC 2025 Blood-Based Biomarker Guidelines (Alzheimer's & De-mentia, 2025) [3]; Ashton et al., JAMA Neurol, 2024 [24]. 수치는 다수 연구의 대푯값을 종합한 것이며, 검사 플랫폼 및 코호트에 따라 변동 가능. 

2.3. 유전체 및 정밀의학 접근

대규모 전장유전체 연관성 분석(GWAS)의 진보는 알츠하이머병의 유전적 구조를 새롭게 조명하고 있다. Bellenguez 등(Nature Genetics, 2022)은 역대 최대 규모의 AD GWAS 메타분석(111,326명 포함)을 통해 75개 이상의 새로운 위험 유전좌위(risk loci)를 발견하였으며 [35], 이들은 아밀로이드 대사, 타우 병리, 면역반응(BIN1, CLU, PICALM, CR1), 지질 대사, 시냅스 기능 등 다양한 생물학적 경로에 분포한다. APOE4 대립유전자는 가장 강력한 산발성 AD 위험인자로, 이형접합체(heterozygote)에서 3배, 동형접합체(homozygote)에서는 최대 12배의 위험 증가와 연관되며, AP-OE4 보유자에서 ARIA 발생 위험이 높아 항아밀로이드 치료 시 개별화된 위험-편익 분석이 필요하다. CRISPR base editing을 이용한 ApoE4→ApoE3 유전자 변환 전략은 iPSC 유래 신경세포 모델에서 타우 인산화 감소와 Aβ 분비 억제 효과를 보였으며, 2025년 Brain지에 발표된 연구에서는 CRISPR miR-33 편집이 ApoE 지질화(lipidation)를 복원하여 Aβ 제거를 촉진함이 확인되었다 [28]. 이 접근법은 산발성 AD의 가장 흔한 유전적 위험인자를 직접 교정하는 전략으로, 향후 체내 직접 유전자 교정(in vivo gene editing)이 실현된다면 AD 예방의 근본적 수단이 될 수 있다. 동아시아 집단 특이 위험인자 분석도 진전되어, 한국·중국·일본 코호트 기반 연구에서 서양인 GWAS에서는 포착되지 않은 AD 위험 변이들이 규명되었으며, 동아시아인 특이 변이들은 ApoE와 독립적인 면역 및 혈관 경로에 집중되는 경향이 있다. 이러한 유전체 연구의 성과는 APOE4 보유 여부, 타우 병리 수준, 아밀로이드 부담 정도 등에 따른 개인 맞춤형 치료 전략(정밀의학)의 개발로 이어지고 있으며, 향후 유전자형 기반 치료 선택이 알츠하이머 임상의 표준이 될 것으로 전망된다. 특히 poly-genic risk score(PRS)를 활용한 개인별 AD 발병 위험 예측이 예방 임상의 대상자 선별에 적용되고 있으며, 장기적으로는 유전자형과 바이오마커 조합이 치료 반응을 예측하는 동반진단(companion diagnostic)으로 표준화될 것이다.

2.4. 신경교세포 중심의 병리기전 연구

미세아교세포(microglia)와 성상세포(astrocyte)를 중심으로 한 신경교세포의 알츠하이머 병리 기여 기전이 단일세포 전사체 분석을 통해 상세하게 규명되고 있다. 미세아교세포의 TREM2(Triggering Receptor Expressed on Myeloid cells 2) 수용체는 Aβ 플라크와 지질 항원을 인식하여 플라크 주변에 집적하는 '질환 관련 미세아교세포(Disease-Associated Microglia, DAM)' 아형으로의 전환을 매개한다. TREM2 위험 변이(R47H)는 이 DAM 전환을 저해하여 플라크 제거 능력을 감소시킨다. 성상세포의 경우, Liddelow 등(Nature, 2017)이 정의한 신경독성(A1) 반응성 성상세포 아형은 [25] 미세아교세포에서 분비된 C1q, TNF-α, IL-1α에 의해 유도되며, 알츠하이머 환자 뇌에서 현저히 증가함이 확인된다. 희소돌기신경교세포(oligodendrocyte)의 특정 아형(Oligodendrocyte_C6)은 알츠하이머 뇌에서 선택적으로 감소하며 수초화(myelination) 장애와 연관된다. 보체계(complement system)의 C1q 및 C3는 시냅스를 표지(tagging)하여 미세아교세포에 의한 시냅스 소거(synaptic pruning)를 촉진하며, 이는 초기 인지 저하의 주요 기전으로 주목받고 있다 [26]. 장-뇌 축(gut-brain axis)의 역할도 부각되고 있는데, 장내 미생물군(microbiome)의 구성 변화가 뇌 내 신경염증과 아밀로이드 침착에 영향을 미친다는 증거가 축적되고 있어, 프로바이오틱스 기반 개입이 새로운 치료 전략으로 탐색되고 있다. 최근에는 미세아교세포의 대사 재프로그래밍(metabolic reprogramming)이 면역 표현형 전환의 핵심 조절자로 주목받으면서, 미세아교세포 대사 경로를 표적으로 하는 소분자 치료제 개발도 전임상 단계에서 활발히 진행되고 있다.

3. 파킨슨병(Parkinson's Disease) 연구 동향

3.1. 질병조절치료제 파이프라인

파킨슨병(PD)의 질병조절치료제(DMT) 개발은 α-시누클레인 표적, LRRK2 억제, GBA1 기전 교정 등 다양한 전략을 중심으로 활발히 진행되고 있다. α-시누클레인 표적 항체인 Prasinezumab(Roche/Prothena)은 PASADENA Phase II 임상에서 전체 집단에서는 1차 평가변수를 충족하지 못했으나, 빠른 진행 환자 하위군에서 운동 기능 저하를 25% 감속시켰으며, 현재 Phase IIb 확장 임상이 진행 중이다. Prasinezumab은 α-시누클레인의 집합 형태(aggregated form)를 선택적으로 표적 하며, 뉴런 내 레비소체 형성을 억제하여 시냅스 소실을 방지하는 기전을 갖는다. LRRK2(Leucine-rich repeat kinase 2) 억제제인 BIIB122(DNL151)는 Biogen과 Denali Therapeutics가 공동 개발 중으로, LRRK2 과활성이 α-시누클레인의 응집과 세포 내 수송 장애를 유발한다는 기전적 근거 하에 LRRK2 유전자 변이 보유자뿐만 아니라 산발성 PD에서도 신경보호 효과를 기대하며 Phase II 임상이 진행 중이다. GBA1 (Glucocerebrosidase 1) 유전자 변이는 PD 위험을 5~15배 증가시키는 것으로 알려져 있으며, GBA1 기능 저하는 리소좀 기능장애를 초래하여 α-시누클레인 축적을 가속화한다. Ambroxol (GCase 샤페론)은 변이 GCase 단백질의 폴딩을 안정화하고 리소좀 내 활성을 회복시키는 전략으로, venglustat(글루코세레브로시드 합성 억제제)은 기질 수준을 감소시키는 대안적 전략으로 각각 임상시험 중이다. α-시누클레인 씨앗 증폭 검사(Seed Amplification Assay, SAA)는 뇌척수액이나 피부 생검 샘플에서 α-시누클레인 병리를 운동증상 발현 전에 감지할 수 있는 혁신적 바이오마커 기술로, PD의 전임상 진단과 예방적 DMT 임상의 대상자 선별에 활용되기 시작하였다. SAA와 DAT-SPECT, 도파민 뇨 바이오마커를 결합한 다중 바이오마커 패널이 파킨슨 스펙트럼 장애의 조기 정밀 분류에 활용될 것으로 전망된다. 최근 인테그린 αVβ3 경로가 α-시누클레인 세포 간 전파의 보조 수용체로 규명되면서 이를 차단하는 소분자 억제제가 새로운 DMT 후보로 탐색되기 시작하였다.

3.2. GLP-1 수용체작용제의 신경보호 가능성

GLP-1 수용체작용제(GLP-1 Receptor Agonists, GLP-1 RAs)는 당뇨병 치료제로 개발되었으나, 신경보호 기전이 다각도로 확인되면서 파킨슨병의 DMT 후보로 급부상하였다. 신경보호 기전으로는 첫째 미토콘드리아 기능 보존 및 산화 스트레스 감소, 둘째 BDNF(뇌유래신경영양인자)와 GDNF(신경교세포유래신경영양인자) 발현 촉진, 셋째 TNF-α 등 신경염증 매개인자 억제, 넷째 도파민 신경세포 보호 등이 있다. 역학적 데이터에 따르면 당뇨병 환자 중 GLP-1 RA 사용군은 비사용군 대비 파킨슨병 발생 위험이 36~60% 감소하는 것으로 보고되었다. 개별 임상시험 결과를 보면, Exenatide(Phase II, Athauda et al., Lancet, 2017)는 12개월 치료 후 MDS-UPDRS Part III(운동평가척도)에서 위약 대비 4.9점의 유의미한 개선을 달성하였다 [12]. 2024년 NEJM에 발표된 LixiPark 임상에서 lixisenatide는 14개월 치료 후 위약 대비 MDS-UPDRS Part III 3.7점의 차이를 보여 1차 평가변수를 충족하였다 [13]. 2025년 Frontiers in Pharmacology에 발표된 연구에서는 liraglutide가 TNF-α/IL-6 경로 억제를 통해 신경염증을 억제함이 확인되었다. 2025년 5개 RCT(n=708)를 포함한 메타분석에서 GLP-1 RAs는 MDS-UPDRS Part III에서 −2.06점(95% CI: −3.75~−0.37)의 통계적으로 유의미한 감소를 달성하였다 [11]. Semaglutide Phase II 임상은 48개월 장기 추적 설계로 현재 진행 중이며, 이 대규모 장기 임상의 결과가 GLP-1 RA의 PD 치료 가능성을 최종적으로 검증할 것으로 기대된다. GLP-1 RA의 기전 연구에서는 뇌장관 축(gut-brain axis)을 통한 간접적 신경보호 기전도 제안되고 있으며, 장내 미생물 조성 개선과 미주신경 활성화를 통한 복합 신경보호 효과가 추가적인 효능 메커니즘으로 주목받고 있다.

Figure 6. GLP-1 수용체작용제의 파킨슨병 운동증상 개선 효과
현재까지 임상 데이터가 보고된 GLP-1 수용체작용제(Exenatide, Lixisenatide, Semaglutide, NLY01)의 파킨슨병 운동증상(MDS-UPDRS Part III) 개선 효과 비교. 하단의 풀링 결과는 5개 무작위대조시험(RCT, n=708)의 메타분석 결과로, −2.06점의 통계적으로 유의미한 감소(p < 0.05)를 보여준다. Semaglutide는 48개월 장기 추적 Phase II 임상이 진행 중(결과 미발표)이며, NLY01은 1차 평가변수를 충족하지 못하였다(NS: not significant).
 출처: Tsai et al., Ther Adv Neurol Disord, 2025 (meta-analysis, PMC12426393) [11]; Athauda et al., Lancet, 2017 (Exenatide) [12]; Meissner et al., N Engl J Med, 2024 (Lixisenatide) [13]. 

3.3. 줄기세포 및 세포치료

파킨슨병의 세포치료 분야에서 가장 진전된 프로그램은 BlueRock Therapeutics(Bayer 자회사)의 bemdaneprocel (BRT-DA01)로, 인간 유도만능줄기세포(iPSC)에서 분화시킨 도파민 신경전구세포(DA neuron progenitors)를 선조체에 이식하는 방식이다. Phase I 임상(12명, 24개월 추적)에서 안전성과 내약성이 확인되었으며, 참가자 다수에서 고무적인 운동 기능 개선 추세가 관찰되었고, PET 스캔에서 이식된 세포의 뇌 내 생착(engraftment)이 확인되었다 [8]. 이를 바탕으로 2025년 9월 최초의 iPSC 유래 세포치료 Phase III 임상인 exPDite-2가 개시되었다 [7]. exPDite-2는 중등도 PD 환자 102명을 대상으로 하는 무작위, 이중맹검, 가짜시술(sham surgery) 대조 설계로, 1차 평가변수는 78주 시점의 'ON-time without troublesome dyskinesia(이상운동증 없는 ON-time)'이다. 이 평가변수는 환자가 도파민 약물의 효과가 있는 상태(ON)이면서 심한 이상운동증이 없는 시간을 측정하는 것으로, 파킨슨 환자의 실제 삶의 질과 직결된다. Bemdaneprocel은 FDA Fast Track 지정과 RMAT(Regenerative Medicine Advanced Therapy) 지정을 받아 가속 개발 트랙에서 규제 지원을 받고 있다. 이 외에도 Hope Biosciences의 HB-adMSC(자가 지방 유래 중간엽줄기세포)가 Phase II/III 임상에서 면역조절과 신경영양인자 분비를 통한 신경보호 효과를 평가 중이며, AAV 벡터를 이용한 GDNF(신경교세포유래 신경영양인자) 유전자치료는 흑질 도파민 신경세포에 GDNF를 지속 공급하여 신경 보호와 재생을 도모하는 Phase II 임상에서 효능이 탐색 중이다. 세포치료의 핵심 과제는 이식 세포의 장기 생착률 향상, 면역거부 반응 최소화, 그리고 이식 부위에서의 α-시누클레인 병리 전파 차단이며, 이를 해결하기 위한 면역억제 최적화 및 병용치료 전략 연구가 병행되고 있다. 또한 iPSC 유래 세포의 유전자 교정(CRISPR 기반 HLA 일치 또는 immune evasion 전략)을 통해 면역억제제 없이도 동종이식이 가능한 '범용 세포치료(universal cell therapy)' 개발이 장기적 전략으로 활발히 탐색되고 있다.

Figure 7. iPSC 유래 도파민 신경세포 이식 세포치료 개념도
유도만능줄기세포(iPSC)에서 도파민 신경전구세포로의 분화 및 파킨슨병 환자 뇌 내 이식 과정의 과학 일러스트레이션. 상단 배양접시는 iPSC(좌), 분화 중간단계 신경전구세포(중), 성숙 도파민 신경세포(우)를 나타내며, 하단은 이식된 세포가 기존 신경회로와 시냅스를 형성하여 도파민을 분비하는 치료 기전을 시각화한다.
 출처: 본 리포트를 위해 제작된 과학 일러스트레이션(AI-generated). 참고: BlueRock Therapeutics, exPDite-2 Phase III Trial Design, 2025. 

Figure 8. 파킨슨병 세포치료 파이프라인 진행 현황(2025)
주요 파킨슨병 세포치료 후보의 임상 개발 단계 비교. Bemdaneprocel (BlueRock/Bayer)은 iPSC 유래 도파민 신경세포 전구체로 Phase III에 최초 진입하였으며, HB-adMSC (Hope Biosciences)는 성체 지방유래 중간엽줄기세포로 Phase II/III 단계, AAV-GDNF 유전자치료는 Phase II 단계에 있다.
 출처: BlueRock Therapeutics Press Release, Sep 2025 [7]; ClinicalTrials.gov (검색일: 2026.03). 

3.4. AI 기반 조기진단 및 비약물적 치료

인공지능과 디지털 기술은 파킨슨병의 조기 진단, 질병 모니터링, 비약물적 개입 등 여러 영역에서 혁신을 이끌고 있다. AI 기반 DAT SPECT(도파민 운반체 단광자 방출단층촬영) 영상 분석 알고리즘은 99.7%의 분류 정확도로 파킨슨 신드롬과 본태성 진전을 감별할 수 있으며, 전문 판독의가 없는 의료 환경에서도 고신뢰도 진단을 가능하게 하여 PD 진단의 지역 격차 해소에 기여할 수 있다. 비약물적 치료 분야에서 NOPARK 임상시험은 NAD+ 전구체인 니코틴아미드 리보사이드(Nicotinamide Riboside)를 활용하는데, 이 물질은 미토콘드리아 기능 복원과 SIRT1/SIRT3 경로 활성화를 통해 도파민 신경세포를 보호하는 기전을 갖는다. PD 환자의 혈중 NAD+ 수준이 정상 대조군 대비 낮음이 보고되어 있어 이 접근법의 타당성을 지지한다. SPARX3 임상시험은 고강도 인터벌 트레이닝(HIIT)이 신경보호 마이오카인 분비와 뇌가소성 강화를 통해 질병조절 효과를 가지는지 검증하는 최초의 대규모 운동 임상으로, 운동이 PD의 비약물적 DMT가 될 수 있는지 결정적인 근거를 제공할 것으로 기대된다. 디지털 바이오마커 개발도 활발한데, 스마트폰 가속도계 기반 걸음걸이 분석 알고리즘은 보행 속도, 보폭, 동결 보행(freezing of gait) 빈도를 진료실 방문 없이 정량화하며, 음성 분석 AI는 구음장애(dysarthria) 패턴을 통해 수개월 전 PD 징후를 감지하는 성능을 보이고 있다. 원격 의료 플랫폼을 통한 분산형 임상시험(DCT)은 이동이 불편한 PD 환자의 임상 참여 장벽을 낮추고, 실생활(real-world) 연속 데이터를 수집함으로써 24시간 운동 변동성이라는 PD의 핵심 특성을 더욱 잘 반영하는 임상 결과 지표를 제공한다. 특히 스마트 착용형 센서(IMU 기반)와 AI의 결합은 경증 PD에서 수년 전부터 감지 가능한 운동 패턴 이상을 포착하여 전임상 단계 선별에 활용될 것으로 전망된다.

  4. 근위축측삭경화증(ALS) 및 기타 신경퇴행성질환

4.1. ALS 유전자치료의 돌파구: Tofersen (Qalsody)

Tofersen(상품명 Qalsody)은 SOD1 (Superoxide Dismutase 1) 유전자 변이에 의한 가족성 ALS(SOD1-ALS) 최초의 유전자 표적 안티센스 올리고뉴클레오타이드(ASO) 치료제이다. SOD1-ALS는 전체 ALS의 약 2%를 차지하지만, 특정 분자적 표적이 명확하여 정밀의학적 접근의 선도 모델이 되었다. Tofersen의 작용 기전은 SOD1 mRNA에 상보적으로 결합하여 RNase H를 통한 mRNA 분해를 유도, 변이 SOD1 단백질 생산을 억제하는 방식이다. VALOR Phase III 임상(n=108)에서 28주 치료 후 1차 평가변수(ALSFRS-R 변화)를 통계적으로 충족하지 못했으나, CSF NfL(신경섬유경쇄)의 60% 감소라는 강력한 바이오마커 개선을 보여 2023년 4월 FDA 가속 승인(accelerated approval)을 획득하였다. 이후 2025년 MHRA(영국)와 일본 PMDA에서도 추가 승인되었다 [10]. 장기 추적 연구(JAMA Neurology, 2025)에서 3~5년 투약 환자의 약 25%에서 기능 안정화 또는 소폭 개선이 관찰되었으며, NfL 감소가 기능적 결과와 상관관계가 있음이 확인되었다 [9]. 현재 증상 발현 전 SOD1 변이 보유자를 대상으로 하는 ATLAS 예방적 임상시험이 진행 중으로, 증상 발현 이전의 선제적 개입이 ALS 발병 자체를 지연 또는 예방할 수 있는지 검증 중이다. NfL은 Tofersen 치료 효과의 대리지표(surrogate biomarker)로 FDA가 인정한 최초의 ALS 바이오마커로, 향후 다른 ALS 치료제 개발에도 적용될 전례를 남겼다. Tofersen의 성공은 C9orf72 반복 서열 확장, FUS 변이, TDP-43 기능 이상 등 다른 ALS 유전자 아형에 대한 ASO 및 RNA 간섭(siRNA) 기반 치료제 개발을 급속도로 가속화하고 있으며, 향후 5년 내 복수의 유전자형 특이 ALS 치료제가 임상에 진입할 것으로 전망된다.

Figure 9. Tofersen 장기 추적 결과: SOD1-ALS 기능적 결과 비교
Tofersen 치료군(약 25%의 반응자, 녹색 실선)과 미치료 시 예상 자연경과(적갈색 점선)의 ALSFRS-R(Revised ALS Functional Rating Scale) 변화 비교. X축은 치료 시작 후 경과 월수, Y축은 기준점 대비 ALSFRS-R 점수 변화를 나타낸다. 녹색 음영 영역은 치료에 의한 기능 보존 크기를 시각화하며, 반응 환자군에서는 48~60개월 시점에서 안정화 또는 소폭 개선이 관찰되었다.
 출처: Miller et al., JAMA Neurology, 2025 (VALOR-OLE long-term follow-up) [9]; Biogen/WashU 합동 데이터 분석. 그래프는 발표된 임상 데이터를 기반으로 재구성한 모식도이며, 개별 환자 수준의 변동이 존재할 수 있음. 

4.2. 헌팅턴병 및 기타 신경퇴행성질환

헌팅턴병(Huntington's Disease, HD)은 HTT 유전자의 CAG 반복 서열 확장(>36회)에 의해 생성된 변이 헌팅틴(mHTT) 단백질이 뇌 내에 응집되어 선조체와 피질 신경세포의 사멸을 초래하는 상염색체 우성 신경퇴행성질환이다. ASO 기반 mHTT 침묵 전략에서 Roche/Wave Life Sciences의 WVE-003은 mHTT와 SNP를 대립유전자 특이적으로 선택하여 정상 HTT 단백질은 보존하면서 변이 HTT만을 억제하는 전략으로 Phase Ib/IIa에서 CSF mHTT를 최대 50% 감소시켰다. 반면 Ionis/Roche의 HTTRx (tominersen)는 대규모 Phase III (GENERATION HD1) 임상에서 안타깝게도 1차 평가변수를 달성하지 못하였으나, 저용량 군에서의 탐색적 이점은 후속 저용량 시험의 근거를 제공하였다. UK Dementia Research Institute (UK DRI)는 2025년 HTT 엑손 1 단편의 응집을 선택적으로 억제하는 새로운 인트라바디(intrabody) 기반 유전자치료를 발표하였으며, 마우스 모델에서 HD 병리를 유의미하게 감소시킴이 확인되었다 [31]. 다발성경화증(MS) 분야에서는 2025년 재발 완화형 MS(RRMS) 환자에서 BTK(Breton tyrosine kinase) 억제제인 tolebrutinib가 위약 대비 연간 재발률을 31% 감소시키는 Phase III 결과가 발표되어, 중추신경계 침투 가능한 경구 면역조절제로서 새로운 가능성을 제시하였다. 진행성 핵상 마비(PSP)에서는 BIIB092 (gosuranemab, 항타우 N-말단 항체)가 Phase II에서 1차 평가변수를 충족하지 못했으나, 2025년 새로운 타우 아이소폼 특이 항체들이 전임상 단계에서 탐색 중이다. 이처럼 다양한 희귀 신경퇴행성질환에서의 표적 치료제 개발은 정밀의학 원칙에 기반한 환자 층화와 강력한 바이오마커 전략이 결합될 때 성공 가능성이 높아짐을 반복적으로 확인시켜 주고 있다.

5. 공통 병리기전 및 융합 연구 플랫폼

5.1. 신경염증(Neuroinflammation)의 범질환적 역할

신경염증은 알츠하이머병, 파킨슨병, ALS 등 거의 모든 신경퇴행성질환에서 공통적으로 관찰되는 핵심 병리기전으로, 단순히 신경세포 손상에 수반되는 이차적 반응이 아니라 질환 진행을 능동적으로 촉진하는 핵심 드라이버로 재평가되고 있다. 미세아교세포와 성상세포의 상호작용(microglia-astrocyte crosstalk)에서 미세아교세포가 분비하는 C1q, TNF-α, IL-1α가 성상세포를 신경독성 A1 표현형으로 전환시키는 A1/A2 패러다임(Liddelow et al., Nature, 2017)이 확립되었으며 [25], A1 성상세포는 시냅스 생존에 필수적인 영양인자 분비를 차단하고 신경독성 인자를 분비하여 신경세포 사멸을 유도한다. NLRP3 인플라마솜(inflammasome)은 미세아교세포와 성상세포 내에서 병리 단백질, ATP, 결정성 물질 등 다양한 위험 신호에 의해 활성화되어 IL-1β와 IL-18 성숙화를 통한 강력한 신경염증 신호를 증폭시키며, 이를 억제하는 소분자 화합물(MCC950, OLT1177 등)이 전임상 AD/PD 모델에서 신경보호 효과를 보이고 있다. 보체계의 C1q 및 C3는 시냅스를 표지하여 미세아교세포 매개 시냅스 소거(synaptic pruning)를 촉진하는 핵심 경로로, 알츠하이머 초기 단계에서 인지 저하를 유발하는 주요 기전이며 [26] ANX005(항C1q 항체)가 임상 평가 중이다. 말초 면역세포(CD8+ T세포, 단핵구)의 중추신경계 침윤이 알츠하이머와 파킨슨 뇌에서 확인되고 있으며, 이들이 뇌 내 면역반응을 증폭시켜 신경세포 손상을 가속화한다는 증거가 축적되고 있다. 장내 미생물군(gut microbiome)의 변화는 단쇄지방산(SCFA: 부티레이트, 프로피오네이트), 미주신경, 장관 신경계, 면역 매개인자를 통해 뇌 내 신경염증을 조절하며, 알츠하이머 환자에서 장내 미생물 다양성 감소와 특정 균종(Faecalibacterium 감소, Desulfovibrio 증가)의 변화가 보고되었다. 혈액-뇌 장벽 기능 저하는 이러한 말초 염증인자의 뇌 침투를 허용하는 악순환을 형성하며, BBB 회복이 신경염증 제어의 새로운 치료 표적으로 부상하고 있다. 특히 cGAS-STING 경로의 미세아교세포 내 활성화가 미토콘드리아 DNA 방출과 연계된 신경염증 기제로 규명되어, 이를 억제하는 STING 길항제가 차세대 신경염증 치료제로 전임상 검증 중이다.

Figure 10. 신경퇴행성질환의 신경염증 캐스케이드 모식도
비정상적 단백질 응집(Aβ, Tau, α-Synuclein)에 의해 활성화된 미세아교세포가 C1q, TNF-α, IL-1α 등의 사이토카인을 분비하여 성상세포를 A1(신경독성) 표현형으로 전환시키고, 이어서 보체계(C1q/C3) 매개 시냅스 제거, 사이토카인 매개 신경세포 손상이 진행되어 최종적으로 신경세포 사멸과 인지저하로 귀결되는 신경염증 캐스케이드를 도식화한 것이다.
 출처: Liddelow et al., Nature, 2017 (A1/A2 패러다임) [25]; Hong et al., Science, 2016(보체계 시냅스 제거) [26]; BRIC 동향리포트 [30], 퇴행성 신경 질환과 신경 염증의 연관성에 대한 연구동향 종합. 

5.2. 단일세포 및 공간 멀티오믹스 기술

단일세포 전사체 분석(scRNA-seq)과 공간 전사체학(spatial transcriptomics)의 결합은 신경퇴행성질환의 병리 미세환경을 전례 없는 해상도로 탐구하는 것을 가능하게 하였다. Mathys 등(Cell, 2023)은 알츠하이머 환자와 정상 대조군의 뇌 조직에서 400만 개 이상의 단일세포를 분석하여 22개의 세포 클러스터를 규명하고 [20], 질환 관련 전사체 변화가 흥분성 신경세포와 희소돌기신경교세포에서 가장 두드러짐을 발견하였으며, 특히 알츠하이머 특이적 희소돌기신경교 아형(Oli0)이 병리 진행 정도와 상관관계를 보임을 밝혔다. 공간 전사체학 분야에서는 Stereo-seq 플랫폼을 활용하여 인간 뇌 조직에서 400만 개 이상의 공간 해상도 세포(29,655개 유전자, 308개 세포 클러스터)를 분석한 대규모 연구가 발표되어, 플라크 주변 병리 미세환경의 세포 구성을 전례 없는 해상도로 규명하였다. 2025년 bioRxiv에 공개된 인구 수준 공간 전사체 아틀라스(atlas)는 71명의 다양한 연령대 기증자 뇌 샘플을 대상으로 150만 개 이상의 공간 해상도 세포를 분석하여, 노화와 신경퇴행에 따른 세포 구성 변화의 표준 지도를 구축하였다 [18]. snATAC-seq(단일핵 ATAC 시퀀싱)을 통한 후성유전체 분석은 알츠하이머 위험 SNP들이 위치한 게놈 영역의 세포 유형 특이적 염색질 접근성을 규명하여, AD GWAS 결과의 기능적 해석과 전사인자 조절 메커니즘을 밝히고 있다. Nature Com-munications Biology(2025)에 발표된 타우병증 단일세포 멀티옴 연구는 scRNA-seq과 snATAC-seq을 동일 세포에서 동시 수행하여 전사체와 후성유전체 변화의 직접적 연계를 규명하였으며, 노화 관련 분자 서명과 질환 특이 서명이 서로 다른 세포 아형에서 상이하게 나타남을 발견하였다 [19]. 이러한 멀티오믹스 데이터의 통합 분석은 세포 간 신호 네트워크(CellChat, NicheNet 등 도구 활용), 전사인자 조절 네트워크(regulon), 그리고 새로운 세포 표적을 발굴하는 강력한 플랫폼으로 자리 잡고 있다. 특히 2025년부터 상업화가 본격화된 단백질 수준 공간 분석 기술(CODEX, IMC)은 전사체와 단백질 정보를 동일 조직 절편에서 동시에 수집하여, 병리 단백질 축적과 세포 표현형 전환의 공간적 연계를 직접 규명하는 새로운 연구 패러다임을 열고 있다.

Figure 11. 신경퇴행성질환 연구를 위한 멀티오믹스 통합 분석 체계
6개 오믹스 데이터 유형(scRNA-seq 전사체, snATAC-seq 후성유전체, 공간 전사체학, 프로테오믹스, 대사체학, miRNA 시퀀싱)이 통합 분석(Integrated Analysis)을 통해 세포 아형 분류와 약물 표적 발굴로 연결되는 워크플로우를 나타낸 모식도. 각 오믹스 모달리티는 질환의 서로 다른 분자적 측면을 포착하며, 통합 분석을 통해 단일 오믹스로는 발견할 수 없는 질환 기전과 치료 표적을 규명할 수 있다.
 출처: 10X Genomics Single Cell Multiome; Mathys et al., Cell, 2023 (AD single-cell atlas) [20]; bioRxiv 2025.03.15.643484 (spatial transcriptomics) [18]; Nature Commun Biol, 2025 (tau multiome) [19]. 

5.3. 근육-뇌 축(Muscle-Brain Axis) 및 마이오카인 연구

규칙적인 운동이 인지 기능 보호 및 신경퇴행성질환 위험 감소에 기여한다는 역학적 증거가 축적되면서, 골격근에서 분비되는 마이오카인(myokine)의 신경보호 기전 연구가 활성화되고 있다. 이 중 Irisin(FNDC5 단백질의 절단형 분비체)은 운동 유도 신경보호 마이오카인의 핵심 매개인자로 주목받고 있다. 운동에 의해 골격근에서 PGC-1α(Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha)가 활성화되면, FNDC5 유전자 발현이 유도되고 단백질 분해에 의해 Irisin이 혈중으로 분비된다. Lourenco 등(Nature Medicine, 2019)은 Irisin이 혈액-뇌 장벽(BBB)을 통과하여 해마에서 BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor) 발현을 증가시키고, 아밀로이드 올리고머에 의한 시냅스 손상을 방어함을 처음으로 증명하였다. Choi & Balakrishnan (Neural Regenera-tion Research, 2025)의 최신 리뷰에서는 Irisin의 다중 신경보호 기전으로, 첫째 p38MAPK-NF-κB 신호전달 억제를 통한 미세아교세포 신경염증 억제, 둘째 Nrf2/HO-1 항산화 경로 활성화를 통한 산화 스트레스 방어, 셋째 BACE-1 (β-secretase 1) 활성 감소를 통한 Aβ 생성 억제, 넷째 PGC-1α 경로를 통한 미토콘드리아 생합성 촉진, 다섯째 시냅스 단백질(AMPAR, NMDAR) 발현 유지를 통한 시냅스 가소성 보존이 정리되었다 [14]. Irisin 수용체로는 αVβ5 인테그린이 최근 동정되었으며, 이는 Irisin의 세포 내 신호전달 연구와 선택적 작용제 개발의 기반이 되었다. Irisin 외에도 cathepsin B(운동 후 근육에서 분비, BBB 통과 후 해마 BDNF 발현 증가), VEGF(뇌혈관신생 및 신경보호), IGF-1 (PI3K/Akt 경로를 통한 신경세포 생존 촉진) 등 다른 마이오카인들도 독립적인 신경보호 효과를 발휘한다. 이러한 마이오카인 경로를 표적으로 하는 '운동 모방체(exercise mimetics)' 개발은 운동이 어려운 중증 신경퇴행성질환 환자에게도 운동의 뇌 보호 효과를 전달할 수 있는 미래형 치료 전략으로, 여러 제약사에서 Irisin 유사체와 FNDC5 유전자 강화 기술을 탐색하고 있다. 최근에는 Irisin과 인슐린 신호전달 경로의 시너지가 보고되어, 대사-신경 통합 치료 전략의 일환으로 GLP-1 RA와 운동 모방체의 병용이 검토되기 시작하였다.

Figure 12. 근육-뇌 축: 운동 유도 신경보호 기전 (PGC-1α/FNDC5/Irisin/BDNF 경로)
유산소 운동에 의해 골격근에서 PGC-1α가 활성화되면 FNDC5/Irisin이 분비되어 혈액-뇌 장벽(BBB)을 통과한 후 해마에서 BDNF 발현을 증가시키는 근육-뇌 축(Muscle-Brain Axis) 경로를 도식화한 것이다. 우측 상자는 Irisin/BDNF 경로를 통해 달성되는 4가지 주요 신경보호 기전(항염증, 항산화, 항아포프토시스, Aβ 생성 감소)을 요약하며, 하단은 궁극적인 인지기능 향상 결과를 나타낸다.
 출처: Choi & Balakrishnan, Neural Regeneration Research, 2025 (PMC12094564) [14]; Gisina & Yarygin, Biomed Khim, 2025 [15]; Lourenco et al., Nat Med, 2019 (irisin-BDNF axis). 

6. 인공지능(AI) 및 디지털 기술의 신경퇴행성질환 적용

6.1. AI 기반 뇌영상 분석 및 프로테오믹스

인공지능, 특히 딥러닝 기반 모델은 신경퇴행성질환 진단과 질병 분류에 있어 기존 한계를 뛰어넘는 성능을 보여주고 있다. IJISRT(2025)에 발표된 연구에서는 MRI, PET, 임상 바이오마커, 행동 평가 데이터를 통합하는 멀티모달 딥러닝 모델이 850명 규모 데이터셋(AD, PD, ALS, 정상 대조군)에서 96.8%의 분류 정확도(AUC 0.959)를 달성하였다 [17]. 이는 MRI 단독(88.0%), PET 단독(91.2%), 임상 바이오마커 단독(85.5%) 모델 대비 8~11% 포인트의 뚜렷한 향상이다. 단일 모달리티의 정보량 한계를 멀티모달 융합으로 극복한 이 접근법은 트랜스포머(Transformer) 아키텍처 기반 어텐션 메커니즘을 통해 서로 다른 데이터 유형 간의 상호 관련성을 포착하는 것이 성능 향상의 핵심임이 분석되었다. Lund University 연구팀이 Nature Medicine(2026)에 발표한 혁신적 연구는 단일 혈액 샘플의 프로테오믹스 데이터(약 1,300개 단백질)만으로 알츠하이머병, 파킨슨병, ALS, FTD, LBD 등 5개 신경퇴행성질환을 동시 감별하는 AI 모델을 개발하였으며, 각 질환에 대한 AUC 0.87~0.99의 고성능 분류가 가능함을 입증하였다 [16]. 이 접근법은 복잡하고 비용이 높은 신경영상 검사나 뇌척수액 검사 없이도 혈액 한 방울로 다중 신경퇴행성질환을 동시 스크리닝하는 미래 임상 패러다임을 현실에 근접시켰다. 다기관 데이터를 각 기관의 보안 규정과 데이터 프라이버시 법률을 준수하면서 공동 학습하는 연합학습(federated learning) 기반 모델은 단일 기관 AI의 외부 검증 취약성을 극복하며, 소규모 병원도 대규모 데이터로 훈련된 AI의 혜택을 받을 수 있는 공평한 의료 AI 생태계 구축에 기여하고 있다. 한국의 NHIS 빅데이터와 병원 전자의무기록을 활용한 국산 신경퇴행성질환 AI 진단 모델 개발도 활성화되고 있으며, 이는 한국인 특이 임상 패턴을 반영한 고정밀 진단의 기반이 될 것이다. 2025년 이후 foundation model(대규모 사전훈련 모델)의 의료 영상 분야 적용이 확산되면서, 소규모 레이블 데이터로도 고성능 신경퇴행성질환 분류가 가능해지는 방향으로 AI 기술 패러다임이 이동하고 있다.

Figure 13. AI 기반 뇌영상 분석 및 다중 질환 진단 시스템 개념도
인공지능이 다양한 뇌영상 데이터(MRI, PET, fMRI)를 분석하여 신경퇴행성질환의 조기 진단 및 질환 분류를 수행하는 시스템의 개념도. 중앙의 홀로그래픽 뇌 모델은 질환 관련 병리 영역(주황색 하이라이트)을 실시간으로 시각화하며, 주변 디스플레이는 다양한 영상 모달리티와 AI 분석 결과(바그래프, 추이그래프)를 나타낸다. 출처: 본 리포트를 위해 제작된 과학 일러스트레이션 (AI-generated). 참고: IJISRT, 2025 (Multimodal DL) [17]; Lund University/Nature Medicine, 2026 (blood proteomics AI) [16]. 

Figure 14. AI 기반 신경퇴행성질환 진단 정확도 비교
신경퇴행성질환 진단에서 단일 모달리티(MRI Only: 88.0%, PET Only: 91.2%, Clinical Biomarkers: 85.5%)와 2025년 개발된 멀티모달 딥러닝 모델(96.8%)의 분류 정확도 비교. 녹색 점선은 멀티모달 DL 모델의 성능 수준을 나타내며, 기존 MRI 단독 모델 대비 8.8% 포인트의 향상이 관찰되었다.
 출처: IJISRT, Early Prediction of Neurodegenerative Disorders Using Multimodal Deep Learning, 2025 [17]. 850명 규모 데이터셋(AD, PD, ALS, 정상 대조군) 기반. 

6.2. AI 기반 신약 발굴 및 디지털 바이오마커

AI와 디지털 기술은 신약 발굴과 임상시험 전 단계에 걸쳐 혁신을 촉진하고 있다. Deep-Mind의 AlphaFold3는 단백질-리간드, 단백질-핵산, 단백질-단백질 복합체의 3차원 구조를 높은 정확도로 예측할 수 있게 되어, Tau, LRRK2, GBA, TDP-43 등 신경퇴행성질환 표적 단백질에 대한 약물 후보물질 설계를 획기적으로 가속화하고 있다. AlphaFold3의 단백질-리간드 결합 구조 예측 기능은 전통적 고비용 결정학 실험을 대체하여 가상 스크리닝 속도를 수십 배 향상시켰으며, 새로운 allosteric 결합 부위(binding site) 발견에도 기여하고 있다. 멀티오믹스 데이터와 AI를 결합한 가상 스크리닝(virtual screening)은 수백만 개의 화합물을 신속히 탐색하여 기존 약물 라이브러리에서 신경퇴행성질환 치료 가능성이 있는 약물 재창출(drug repurposing) 후보를 발굴하는 데 활용되고 있으며, GLP-1 RA의 PD 치료 재창출 발견도 이 접근법의 성공 사례 중 하나이다. 웨어러블 디바이스(스마트워치, 스마트 반지, 관성 측정 센서)와 스마트폰을 이용한 디지털 표현형(digital pheno-typing)은 걸음걸이, 수면 패턴, 수전증 진폭, 인지 반응 시간 등 신경학적 지표를 24시간 연속으로 측정하여 임상 등급의 디지털 바이오마커를 생성한다. 분산형 임상시험(DCT)은 원격 전자 동의, 스마트폰 기반 인지 검사, 웨어러블 연속 모니터링을 통합하여 임상 참여의 지리적·이동 장벽을 극복한다. 설명 가능한 AI(XAI)에 대한 FDA와 EMA의 요구가 강화되면서, SHAP (SHapley Additive ex-Planations), LIME, GradCAM 등 XAI 기법을 신경영상 AI에 적용하여 모델 판단 근거를 시각화하는 연구가 활발하며, 이는 AI 진단 도구의 규제 승인과 임상의 신뢰 확보를 위한 필수 조건이 되고 있다. 더불어 대규모 언어 모델(LLM) 기반 임상 문서 분석 시스템이 전자의무기록에서 신경퇴행성질환의 조기 징후를 추출하여 선별 검사 대상자를 자동으로 식별하는 임상 의사결정 지원 도구로 개발되고 있다.

7. 약물 전달 기술 및 첨단 치료 플랫폼

7.1. 뇌-혈관장벽(BBB) 통과 및 나노기술

혈액-뇌 장벽(Blood-Brain Barrier, BBB)은 뇌신경질환 치료의 가장 큰 물리적 장벽으로, 분자량 500Da 이상의 약물 대부분과 고분자량 물질(항체, ASO 등)의 뇌 내 전달을 차단한다 [27]. BBB는 내피세포, 성상세포 종말족(astrocyte endfeet), 페리사이트(pericyte), 기저막으로 구성된 신경혈관 단위(neurovascular unit)로, 이 모든 구성요소의 통합적 기능 유지가 BBB 완전성에 필수적이다. 이를 극복하기 위한 혁신적 약물전달 기술이 다각도로 발전하고 있다. 집속초음파(Focused Ultrasound, FUS)+마이크로버블 기술은 저강도 초음파 에너지로 혈중 마이크로버블을 진동시켜 BBB 내피세포의 밀착연접을 수 시간 동안 가역적으로 개방하는 방식으로, Sunnybrook Health Sci-ences Centre를 포함한 여러 기관에서 알츠하이머 환자 대상 임상시험(항아밀로이드 항체 전달 강화)이 진행 중이다. 수용체 매개 트랜스사이토시스(RMT)는 BBB 내피세포에 발현된 트랜스페린 수용체(TfR1/TfR2)나 LRP1에 결합하는 항체를 치료제에 융합시켜 BBB를 능동적으로 통과하는 전략으로, 로슈의 이중특이성 항체 기술이 임상에서 평가 중이다. 비강 투여(intranasal delivery)는 후각신경(olfactory nerve)과 삼차신경(trigeminal nerve)을 통해 약물이 뇌로 직접 전달되는 경로로, 침습적 시술 없이 높은 뇌 표적성을 달성할 수 있다. PLGA/PEG 나노입자는 약물의 혈중 반감기를 연장하고 BBB 통과를 위한 표면 수용체 리간드를 결합할 수 있는 다기능 플랫폼이다. 엑소좀 기반 약물전달은 세포 유래 나노소포의 자연적 BBB 통과 능력과 낮은 면역원성을 활용하며, 엔지니어링을 통해 표적 리간드 탑재와 치료 페이로드(siRNA, ASO, 소분자 약물) 탑재가 가능하다. 최근 지질 나노입자(LNP)를 활용한 mRNA 약물의 뇌 내 전달도 탐색되고 있는데, COVID-19 백신 기술의 신경과학 적용으로서 mRNA 기반 신경영양인자 발현 유도와 유전자 교정 도구 전달이 전임상 단계에서 효과적으로 검증되고 있다.

Figure 15. 혈액-뇌 장벽(BBB) 약물전달 시스템 모식도
뇌 모세혈관의 혈액-뇌 장벽(BBB) 단면도. 내피세포 간 밀착연접(tight junction)이 대부분의 약물 통과를 차단하는 가운데, 항체 접합 나노입자(청색 구형)가 수용체 매개 트랜스사이토시스(transcytosis)를 통해 내피세포를 통과하여 뇌 실질(parenchyma)로 전달되는 과정을 시각화하였다. 혈관 내 다양한 크기의 입자는 나노입자, 엑소좀, 항체-약물 접합체 등 서로 다른 약물전달 플랫폼을 나타낸다.
 출처: 본 리포트를 위해 제작된 과학 일러스트레이션(AI-generated). 참고: Pardridge, Front Aging Neurosci, 2020 (BBB drug delivery review) [27]. 

Figure 16. BBB 통과 약물전달 기술의 성숙도 vs 치료 잠재력 비교
5개 주요 BBB 통과 기술의 기술 성숙도(Technology Readiness Level, X축)와 치료 잠재력(Y축)을 2차원 맵으로 비교한 산점도. 수용체 매개 트랜스사이토시스와 엑소좀 기반 전달이 가장 높은 치료 잠재력을 보이며, 집속초음파는 기술 성숙도가 가장 높은 것으로 평가된다. 기술별 색상 코드: 녹색계열(물리적 접근), 적갈색(생물학적 접근), 보라(천연 소포체 기반).
 출처: Pandit et al., Adv Drug Deliv Rev, 2024; Terstappen et al., Nat Rev Drug Discov, 2021. 정성적 평가에 기반한 위치 배치이며, 정량적 수치가 아님에 유의. 

7.2. 유전자편집(CRISPR) 및 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) 기반 유전자편집 기술은 신경퇴행성질환의 유전적 원인 교정에서 전례 없는 가능성을 열고 있다. Base editing(염기편집) 기술은 DNA 이중가닥 절단(DSB) 없이 시티딘 탈아민화효소(CBE)나 아데닌 탈아민화효소(ABE)를 활용하여 특정 염기(C→T 또는 A→G)를 정밀하게 치환하는 기술로, BRIC(2025) 연구에서는 이 접근법을 활용한 ApoE4→ApoE3 유전자 변환이 iPSC 유래 신경세포와 성상세포에서 타우 인산화를 유의미하게 감소시키고 Aβ 분비를 억제함이 확인되었다 [28]. 2025년 Brain지에 발표된 연구에서는 CRISPR를 이용한 miR-33 편집이 ABCA1 경로를 통한 ApoE 지질화(lipidation)를 복원하여 뇌 내 Aβ 제거 능력을 강화함이 확인되었으며 [28], 이는 ApoE 기능 회복이라는 새로운 AD 치료 개념을 제시하였다. Prime editing은 역전사효소(reverse transcriptase)와 pegRNA를 활용하여 삽입, 결실, 치환 모든 유형의 유전자 교정이 가능한 차세대 CRISPR 기술로, 단순 치환에 국한된 base editing의 한계를 극복하여 GBA1 변이나 특정 LRRK2 돌연변이 교정에 적용 가능성이 탐색되고 있다. AAV 벡터를 이용한 CRISPR 구성요소의 뇌 내 전달에서는 면역원성(특히 Cas9 단백질에 대한 사전 항체), 전달 효율의 균일성, 오프타깃 편집의 장기 안전성 등이 임상 진입 전 해결해야 할 핵심 과제이다. 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 분야에서는 Neuralink의 고밀도 유연 전극 임플란트가 ALS 및 사지마비 환자의 의사소통 및 컴퓨터 제어에 성과를 보이고 있으며, 적응형 DBS(Adaptive DBS)는 국소장전위(local field potential)를 실시간으로 분석하는 AI 알고리즘과 결합하여 파킨슨 환자의 증상 변화에 따라 자극을 자동 최적화함으로써 이상운동증을 최소화하고 자극 효율을 극대화하고 있다. 2025년에는 완전 이식형 무선 BCI (fully implanted wireless BCI)가 ALS 환자에서 1,000자 이상/분의 신경 신호 기반 타이핑 속도를 달성하여, 의사소통 보조 기기로서의 임상적 효용이 크게 향상되었다.

Figure 17. 신경퇴행성질환별 CRISPR 유전자편집 치료 전략
3개 주요 신경퇴행성질환(알츠하이머병, ALS, 헌팅턴병)에 대한 CRISPR 유전자편집 치료 전략의 비교. 알츠하이머병에서는 Base editing을 통한 ApoE4→ApoE3 변환, ALS에서는 ASO+CRISPR 병용을 통한 SOD1 녹다운, 헌팅턴병에서는 유전자치료를 통한 변이 HTT 침묵이 각각 핵심 접근법이다. 하단은 모든 전략에 공통적인 AAV 벡터 전달 체계와 비표적 효과(off-target) 모니터링의 필요성을 표기한다.
 출처: BRIC (2025), CRISPR ApoE4 AD 연구 [28]; UK DRI (2025), HD 유전자치료 [31]; ClinicalTrials.gov. 모식도는 현재 전임상~Phase I/II 단계의 연구를 종합. 

8. 국내 연구 현황 및 산업 동향

8.1. 국내 신경퇴행성질환 연구 주요 성과

한국은 신경퇴행성질환 연구에서 괄목할 만한 성과를 축적하고 있으며, 정부 차원의 체계적 지원 인프라와 세계 수준의 연구 역량이 결합되어 글로벌 경쟁력이 꾸준히 강화되고 있다. 과학기술정보통신부가 지원하는 신경퇴화제어연구센터는 신경퇴행성질환의 분자 기전 규명과 치료 표적 발굴을 핵심 미션으로 하며, 국내외 연구팀 간의 공동연구 허브 역할을 수행하고 있다. 한국뇌연구원(KBRI)은 뇌신경과학 분야의 국가 중심 연구기관으로 신경퇴행성질환 관련 원천 기초 연구를 주도하고 있으며, 인간 뇌 지도 작성 프로젝트와 신경영상 바이오마커 개발을 위한 인프라를 구축하고 있다. 정부의 '치매국가책임제' 정책 아래 치매 인프라가 대폭 확충되었으며, 전국 256개(2024년 기준) 치매안심센터를 통한 조기 발견, 예방, 관리 체계와 치매 의료비 지원이 운영되고 있다. 이를 통해 구축된 국내 치매 코호트 데이터는 아시아 특이 바이오마커 연구와 역학 분석의 귀중한 자원이 되고 있다. 연구 성과 측면에서 한국 연구팀은 BRIC에 발표된 성과에서 보듯이 동아시아인 특이 알츠하이머 위험 유전변이를 세계 최초로 규명하고, 이를 기반으로 94% 진단 정확도를 가지는 동아시아 특이 혈액 바이오마커 진단 패널을 개발하였다 [29]. 마이오카인-뇌 축 연구에서도 한국 연구자들이 FNDC5/Irisin-BDNF 경로의 한국인 코호트 검증 연구를 발표하였으며, 키랄(chiral) 기반 신경보호제 개발에서는 국내 원천 기술 기반의 전임상 개발이 진행 중이다. Korean Brain Initiative는 10년 장기 뇌 지도 작성 프로젝트로, 신경퇴행 기전 해명과 바이오마커 발굴을 위한 방대한 기반 데이터를 구축함으로써 글로벌 신경과학 연구에서 한국의 위상을 높이고 있다. 또한 국내 기업인 삼성바이오로직스, 셀트리온 등이 항아밀로이드 항체 바이오시밀러 개발에 착수하였으며, 이는 DMT의 의료비 접근성을 장기적으로 개선하는 전략적 방향으로도 주목받고 있다.

8.2. 국내외 시장 전망

글로벌 신경퇴행성질환 치료제 시장은 Lecanemab, Donanemab 등 질병조절치료제의 상용화, 혈액 바이오마커 기반 조기 진단의 보급, GLP-1 RA의 신경보호 적응증 확대 등 여러 성장 동인이 맞물리면서 새로운 성장 국면에 진입하고 있다. Fortune Business Insights 보고서에 따르면 글로벌 신경퇴행성질환 치료제 시장 규모는 2024년 약 437억 달러에서 2034년 약 931억 달러로 성장하여 연평균성장률(CAGR) 5.05%를 기록할 것으로 전망된다 [21]. 지역별 시장 점유율(2024년 기준)은 북미 48.5%(미국 단독 약 40%), 유럽 27.3%, 아시아태평양 17.8%, 기타 지역 6.4%로 구성되며, 아시아태평양 지역은 급속한 고령화와 중산층 의료 수요 증가로 인해 향후 가장 높은 성장률(CAGR 8~11%)이 예상된다. 중국 시장은 60세 이상 인구가 2030년까지 약 4억 명에 달할 것으로 예상되는 세계 최대 노인 인구 규모를 바탕으로 2030년 약 137억 달러에 이를 것으로 전망되며, 중국 정부의 신약 허가 패스트트랙 정책이 이를 가속화하고 있다. 항아밀로이드 항체 시장은 2030년까지 Lecanemab과 Donanemab의 합산 글로벌 매출이 150억 달러를 초과할 것이라는 전망이 있으며, 피하주사 제형 출시와 진단 접근성 향상이 시장 확대를 촉진할 것이다. 국내 기업들도 이 기회를 포착하고 있는데, 항아밀로이드 항체 바이오시밀러 개발, 혈액 바이오마커 진단키트(국산 Lumipulse 대체제) 상용화, AI 기반 치매 진단 소프트웨어(SaMD) 인허가 추진, GLP-1 RA 기반 신경보호제의 적응증 확장 연구가 활발히 진행되고 있다. 한국 기업의 강점인 ADC(항체-약물 접합체) 기술과 첨단 제형 기술을 신경퇴행성질환에 접목하는 시도도 기대된다. 글로벌 바이오기업들의 한국 임상시험 투자도 지속 증가하고 있으며, 국내 높은 임상시험 수행 역량과 IT 기반 분산형 임상시험 인프라는 국내 신경퇴행 분야 임상 허브로서의 위상을 높이고 있다.

Figure 18. 글로벌 신경퇴행성질환 치료제 시장 전망(2024-2034)
2024년 약 437억 달러에서 2034년 약 931억 달러까지 성장이 예상되는 글로벌 신경퇴행성질환 치료제 시장의 연도별 규모 추이. 연평균성장률(CAGR)은 5.05%이며, 녹색 음영은 시장 규모의 누적 성장을 나타낸다. 성장 동인으로는 고령화 인구 증가, 질병조절치료제 상용화, AI 기반 신약개발, 정밀의학 도입 등이 있다.
 출처: Fortune Business Insights, Neurodegenerative Diseases Drugs Market Size & Trend 2034 [21]; GlobeNewswire, Neurodegenerative Drugs Global Strategic Business Report 2025-2030 [22]. 

Figure 19. 신경퇴행성질환 치료제 시장 지역별 분포(2024)
2024년 기준 신경퇴행성질환 치료제 글로벌 시장의 지역별 점유율. 북미가 48.5%로 최대 시장을 형성하고 있으며, 유럽(27.3%), 아시아태평양(17.8%), 기타 지역(6.4%) 순이다. 아시아태평양 지역은 향후 가장 높은 성장률(CAGR 8~11%)이 예상되며, 중국 시장은 2030년 137억 달러에 이를 전망이다.
 출처: Fortune Business Insights (2025) [21]; GlobeNewswire (2025) [22]; Research and Markets (2025). 

9. 결론 및 향후 전망

9.1. 질병조절치료제의 진화 방향

Lecanemab과 Donanemab의 임상적 성공은 신경퇴행성질환 치료제 개발의 새로운 장을 열었으나, 현재의 단일 표적 접근법만으로는 복잡 다층적인 신경퇴행성질환의 전체 병리 연쇄 반응을 완전히 제어하는 데 한계가 있음이 인식되고 있다. 차세대 치료 전략의 핵심은 복합요법(combination therapy)의 체계적 개발로, 아밀로이드 제거(항Aβ 항체, 1단계) 이후 타우 병리 억제(항타우 항체 또는 ASO, 2단계), 신경염증 조절(TREM2 작용제, NLRP3 억제, 보체 차단, 3단계)을 순차적 또는 동시에 적용하는 복합 전략의 임상 검증이 시작되고 있다. 이 순차 치료 패러다임은 Donanemab의 '치료 완결점' 개념, 즉 아밀로이드 충분 제거 후 투약 중단 및 타우 표적 치료로 전환하는 개념과 자연스럽게 연결된다. 전임상 단계 예방적 치료의 현실화도 중요한 방향으로, ATLAS 연구는 증상 발현 전 SOD1 변이 보유자에게 Tofersen을 선제 투여하여 ALS 발병 자체를 지연 또는 예방하는 전략을 검증 중이며 [9], DIAN-TU는 상염색체 우성 AD 가족성 변이 보유자를 대상으로 아밀로이드 병리 형성 이전 단계부터의 예방적 개입을 평가하고 있다. 주요 혈액 바이오마커(p-tau217, Aβ42/40 비율)를 통한 예방 임상 대상자 스크리닝이 가능해지면서, 일반 인구 기반 알츠하이머 예방 임상(PREVENTION 연구 등)도 현실화되고 있다. 투여 편의성 개선에서는 LEQEMBI 피하주사 제형(2주 1회 자가투여)에 이어 [1], 경구 소분자 β-secretase 억제제나 γ-secretase 조절제의 재도전(과거 부작용 문제 극복 버전)도 탐색되고 있으며, 월 1회 피하주사 제형 Donanemab 개발도 검토되고 있다. 한편, 현재 DMT 임상 결과들이 MCI(경도인지장애) 또는 초기 AD에 국한되어 있는 만큼, 중등도~중증 AD에서 효과적인 새로운 치료 표적(예: 시냅스 단백질 보존, 신경회로 재건)에 대한 연구도 병행되어야 한다.

9.2. 정밀의학 및 AI/디지털 헬스 전망

신경퇴행성질환 치료의 미래는 정밀의학(precision medicine)과 디지털 헬스 기술의 통합으로 개인화된 치료 패러다임으로 전환될 것이다. 유전형 기반 치료 선택이 임상 표준으로 자리 잡을 것으로 전망되는데, APOE4 동형접합체 환자에서는 ARIA 고위험을 고려한 치료 전 안전성 평가와 주기적 MRI 모니터링이 필수화될 것이며, LRRK2 변이 PD 환자에서는 BIIB122 우선 적용, GBA1 변이 PD 환자에서는 GCase 증강 치료가 유전자형 맞춤 치료로 권고될 것이다. 혈액 바이오마커 표준화는 글로벌 수준의 참조 표준물질(certified reference material) 개발, 검사 플랫폼 간 결과 교정(harmonization), 그리고 동아시아인 특이 정상 기준치 확립 등을 통해 2026~2028년 사이에 상당히 진전될 것으로 예상된다. 다중 바이오마커 패널(p-tau217, Aβ42/40 비율, NfL, GFAP, synapto-some-associated protein 25 등)을 결합한 복합 진단 지표는 단일 바이오마커보다 높은 진단·예후 예측 성능을 제공하며, 특히 아밀로이드(Aβ42/40), 타우(p-tau217), 신경손상(NfL), 성상세포 반응(GFAP)을 동시에 반영하는 4종 패널이 유력한 표준으로 부상하고 있다. AI 기반 진단 도구의 규제 승인 경로 명확화가 진행 중으로, FDA의 SaMD (Software as a Medical Device) 사전승인(De Novo) 경로와 EMA의 AI/ML 의료기기 가이드라인에 따라 신경영상 AI 진단 소프트웨어의 인허가가 활성화될 것이다. 개인 디지털 트윈(patient digital twin)은 다층 오믹스, 영상, 바이오마커, 임상 데이터를 통합하여 개별 환자의 질환 진행을 시뮬레이션하고 최적 치료 조합과 투약 타이밍을 예측하는 미래형 의사결정 지원 시스템으로, 신경퇴행성질환의 복잡한 개인 간 이질성을 다루는 데 특히 유용할 것으로 기대된다. 환자 참여형 디지털 플랫폼의 발전으로 환자 보고 결과(PRO)와 일상적 디지털 바이오마커가 임상시험의 주요 평가변수로 점차 통합되어, 진료실 밖 생활환경에서의 실제 치료 효과가 더욱 정확하게 측정될 것이다.

9.3. 다학제 융합 연구의 필요성과 결론

2023~2026년은 신경퇴행성질환 연구의 역사적 전환기로, 수십 년의 실패와 좌절 끝에 임상적으로 유의미한 돌파구들이 동시다발적으로 열리고 있는 특별한 시기이다. Lecanemab과 Donanemab의 DMT 현실화는 '아밀로이드 가설'이 치료적으로 검증됨을 의미하며 [4, 5], 이는 향후 타우, 신경염증, 시냅스 보호 등 다음 표적에 대한 도전의 발판이 된다. AAIC 2025 BBM 표준화 가이드라인은 비침습적 진단의 시대를 공식화하였으며 [3], Bemdaneprocel Phase III의 개시는 재생의학의 임상 현실화를 알리는 신호탄이 되었다 [7]. Tofersen의 장기 임상 데이터는 유전자 표적 정밀 치료의 가능성을 입증하였고 [9], AI의 임상 적용 확대는 진단과 신약 발굴의 효율을 전례 없이 높이고 있다. 이러한 혁신들은 신경과학, 유전체학, 면역학, 공학, 데이터과학, 임상의학의 유기적 융합 없이는 불가능하였다. 한국은 IT 기술, 세계 수준의 임상 인프라, 정밀한 코호트 데이터, 치매국가책임제가 구축한 행정 인프라를 강점으로, 글로벌 신경퇴행성질환 연구와 산업에서 선도적 역할을 수행할 수 있는 조건을 갖추고 있다. 동아시아 특이 위험 유전변이 연구, 한국형 혈액 바이오마커 기준치 확립, 국내 AI 기반 진단 소프트웨어의 임상 검증, 국산 신경보호 물질의 임상 개발 등이 한국 연구계가 집중해야 할 전략적 과제이다. 신경퇴행성질환의 완전한 정복은 아직 멀리 있지만, 2023~2026년의 혁신들은 그 목표에 한 걸음 크게 다가선 이정표임이 분명하다. 다학제 융합 연구와 국제 협력을 통한 지속적이고 도전적인 노력이 요구되며, 무엇보다 환자 중심의 연구 철학과 임상-기초 간의 긴밀한 협력 체계가 이러한 혁신을 실질적인 치료 혜택으로 전환하는 데 핵심적 역할을 할 것이다.

표 3. 신경퇴행성질환 분야 주요 혁신 요약(2023-2026)

이상의 주요 혁신들은 상호 유기적으로 연결되어 있으며, 하나의 돌파구가 다른 분야의 발전을 촉진하는 시너지 효과를 창출하고 있다. 예를 들어 혈액 바이오마커의 임상 도입은 대규모 예방적 DMT 임상을 가능하게 하고, AI 기반 진단은 BBM의 해석 정확도를 높이며, 단일세포 멀티오믹스는 새로운 치료 표적을 제시하여 다음 세대 DMT 개발로 이어지는 선순환 구조가 형성되고 있다. 줄기세포 치료의 성공은 유전자 교정 기술과 결합되어 더욱 강화된 차세대 세포치료로 발전할 것이며, 나노기술 기반 약물전달은 지금껏 뇌에 전달하기 어려웠던 생물학적 치료제들의 효능을 현실화하는 데 기여할 것이다. 향후 다학제 융합적 접근이 더욱 가속화되어, 신경퇴행성질환 환자에게 실질적인 치료 혜택으로 이어지기를 기대한다. 특히 한국의 강점인 세계 최고 수준의 반도체·IT 기술, 글로벌 수준의 임상 인프라와 의료 디지털화, 고밀도 코호트 데이터 축적 역량, 치매국가책임제로 구축된 행정·보건 인프라를 전략적으로 활용한다면, 글로벌 신경퇴행성질환 연구와 산업에서 선도적 역할을 수행할 수 있을 것으로 전망된다. 연구자-임상의-공학자-데이터과학자-정책입안자가 함께하는 진정한 다학제 협력 생태계 구축이 이 목표 달성의 핵심 전제 조건이다. 신경퇴행성질환의 완전한 정복은 아직 멀리 있지만, 2023~2026년의 혁신들이 제시하는 방향성은 분명하다: 조기 진단, 선제적 개입, 복합 표적 치료, 지속적 모니터링을 통한 개인 맞춤형 치료, 그리고 국제 협력을 통한 데이터·지식의 공유가 신경퇴행성질환 정복의 핵심 전략임을 역사상 처음으로 실증하는 시대가 도래하였다. 본 리포트가 이 역사적 전환기의 연구 동향을 종합적으로 이해하는 데 기여하고, 향후 국내 신경퇴행성질환 연구의 전략적 방향 설정에 도움이 되기를 기대한다.

[AI 도구 활용 내역] 본 리포트의 일부 시각 자료는 생성형AI(Perplexity AI, 2026)를 활용하여 제작되었습니다.

10. 참고문헌

==>첨부파일(PDF) 참조