(매일경제=신찬옥, 서진우, 김혜순기자) 입력 : 2018.10.15 17:16:43 수정 : 2018.10.15 17:17:08
AI로봇·빅데이터로 신약발굴
임상 기간·비용 크게 줄것
AI 활용으로 실패리스크도↓
SK바이오팜, 국내첫 AI기반
약물 설계 플랫폼 구축 성공
스스로 새로운 화합물 설계
차세대 신약개발 시대 열어
제약바이오協, AI센터 추진
의료데이터 AI학습 허용해야
인공지능(AI)과 빅데이터, 로봇 등 4차 산업혁명 신기술을 활용한 신약 개발이 속도를 내고 있다. 신약 개발에는 통상 10년 이상의 긴 시간과 천문학적인 자금이 소요되지만 AI를 장착한 최첨단 신기술을 활용하면 임상기간을 크게 줄일 수 있어 신약 개발을 획기적으로 앞당길 수 있다.
마이클 제뉴지크 뉴메디 바이오의학사업 책임자는 15일 서울 코엑스에서 열린 `AI 파마 코리아` 콘퍼런스에서 AI 기술을 통해 과거 시장성이 없다는 이유로 우선순위에서 밀렸던 희귀질환 치료제 등의 개발이 활발해질 것으로 전망했다.
제뉴지크 책임자는 “신약 개발을 담당하는 제약사들이 시장 규모가 크고 잠재 고객이 많은 질환에만 집중하면서 상대적으로 환자 수가 적고 기대 수익도 낮은 희귀질환 분야는 연구에서 소외돼 있었다”며 “AI 활용으로 생산성이 높아지고 제약사들이 짊어져야 할 실패 리스크가 줄어들면서 이 같은 문제들이 해소될 것”이라고 내다봤다.
SK바이오팜은 AI 기반 `약물설계(Drug Design) 플랫폼`을 국내 최초로 개발해 AI를 활용한 신약 개발 시대를 열었다고 이날 밝혔다. 방대한 데이터와 임상 경험을 스스로 학습한 뒤 신약 개발에 최적화된 AI 알고리즘으로 탄생한 AI 약물설계 플랫폼은 화합물 흡수력과 독성 등을 확인할 수 있는 약물 특성 예측 모델과 이를 활용해 약물의 숨겨진 속성을 파악해 새로운 화합물을 설계하는 모델로 구성돼 있다. 맹철영 SK바이오팜 디지털헬스케어 TF팀 상무는 “이번 AI 플랫폼은 기존 예측 단계에 머무르던 모델을 물질특허도 가능한 새로운 화합물까지 설계할 수 있도록 한 독보적인 기술로 차세대 신약 개발의 장을 연 것”이라며 “이를 통해 유망한 신약 후보물질 발굴 프로세스가 가속화해 신약 개발 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있을 것”으로 기대했다. 미국 제약업체 일라이 릴리는 신약 개발에 `머신 러닝(machine learning)` 기술을 적용하고 있다. 머신 러닝은 말 그대로 기계에 대규모 데이터를 주입하면 스스로 알아서 학습을 통해 배우는 것이다. 일라이 릴리는 샌디에이고에 설치한 AI 머신러닝 로봇에 대규모 제약 관련 데이터를 입력해 이 로봇이 스스로 복잡한 알고리즘에 따라 학습을 통해 얻은 자료를 기반으로 신약 제조에 들어갔다. 4개의 팔로 구성된 이 로봇은 다양한 질병 세포를 성장·분화시킨 뒤 DNA를 분리해 소형 엽서 크기의 플라스틱 판 위에 올려놓고 실험을 진행한다. 각 DNA 단백질을 대상으로 여러 가지 항체를 연간 5만개씩 자동으로 테스트한 뒤 뇌질환이나 암, 당뇨 같은 질병을 치료할 수 있는 신약을 개발하는 연구를 진행 중이다. 연구 부문에서 일라이 릴리와 손잡은 글락소스미스클라인(GSK)은 호흡기 질환과 전염병, 암, 염증 치료제 후보를 선별하는 데 역시 AI를 장착한 특수 로봇을 활용하고 있다. 빅데이터를 빠르게 분석할 수 있는 기술도 신약 개발 속도를 올리는 역할을 하고 있다. 스위스 노바티스는 지난 4월 애플과 협업해 환자가 직접 작성한 실시간 자가보고 형태 데이터를 수집한 뒤 연구자가 안과 관련 질병 진행을 추적할 수 있도록 도와주는 `포컬뷰(Focal View)` 애플리케이션(앱)을 개발했다. 이 앱을 통해 12~18개월간의 환자보고 데이터를 취합해 다양한 안과 질환 임상 관련 지표를 분석하고 있다.
버트랜드 버드슨 노바티스 디지털최고책임자(COD)는 “디지털 기술을 활용하면 수집 데이터 품질을 끌어올릴 수 있다”며 “포컬뷰와 같은 개방된 플랫폼을 통해 치료 방법 개발을 가속화할 수 있다”고 말했다.
미국 제약업체 브리스톨마이어스스큅(BMS)도 유사한 방식의 앱을 만들어냈다. 지난 3월 벤처기업 그릿헬스(GRYT Health)와 함께 만든 `스투피드 캔서(Stupid Cancer)` 앱이다. 암 환자들은 이 앱을 통해 본인이 앓고 있는 질환 정도와 그 치료에 대한 경험을 공유하고 이를 피드백 형태로 남김으로써 BMS가 관련 데이터를 취합·분석할 수 있도록 했다. 유한양행은 유전체 분석업체 테라젠이텍스에 지분을 투자해 임상시험 빅데이터를 AI로 분석하는 방안을 연구하고 있다. JW중외제약 역시 유전체 빅데이터를 활용하는 업체 신테카바이오와 함께 AI 기반 신약 개발에 나섰다.
보건복지부는 내년도 예산안을 짜면서 AI 신약 개발 플랫폼 구축 사업에 신규 예산 25억원을 편성했다. 한국제약바이오협회는 인공지능 신약 개발 지원센터 추진단을 결성해 내년 센터 설립을 목표로 사업을 추진하고 있다. 센터 조성에는 녹십자·한미약품·대웅제약·JW중외제약·보령제약·한독 등 18개사가 참여하고 있다.
배영우 한국제약바이오협회 4차 산업혁명 전문위원(메디리타 대표)은 협회 정책보고서를 통해 “국내 제약·바이오 기업들이 신약 개발 분야에서 인적·시간적·재정적 장벽을 짧은 시간에 극복하려면 의료 데이터를 같이 활용할 수 있는 공공 빅데이터를 AI에 학습시켜 활용할 수 있어야 한다”고 주문했다.