[신년기획-AI활용 신약개발②]AI활용 해외는 앞서가는데 국내는 '걸음마'

AI(인공지능)를 활용한 신약개발이 현실로 다가왔다. 4차산업혁명을 주도하는 대표 산업으로 제약·바이오 분야가 꼽히는 것도 이 때문이다.

AI는 신약개발의 패러다임을 획기적으로 변화시킬 것으로 기대되고 있다. 이를 통해 글로벌 시장으로 발길을 재촉하는 국내 제약바이오 기업들에게 AI 활용은 필수가 될 전망이다.

뉴데일리경제는 2019년을 맞아 신년기획으로 'AI 활용으로 달라지는 제약 R&D 변화'를 조명한다. <편집자주>

최근 국내 제약사들이 AI를 활용한 신약 개발을 모색하고 있다. 이미 글로벌 제약사들이 AI 활용 신약개발에 앞서가고 있는 상황인 만큼, 국내에서도 잰걸음할 시점이다.

한국제약바이오협회의 '인공지능과 제약산업' 보고서에 따르면, 해외에서는 90년대 중반부터 새로운 기술을 접목하는 등 AI 활용 신약개발에 적극적으로 뛰어들고 있다.

이 중 AI 활용 신약개발이 제일 왕성한 국가는 단연 미국이다. 미국에는 신약개발 AI 기업들이 포진해있기 때문이다.

미국은 제약사보다는 AI 기업 중심으로 AI 활용 신약개발에 나서고 있다.

IBM은 신약개발용 버전 왓슨을 제공해 비정형 문헌을 정형화하고 각종 정보를 탐색한다. 방대한 데이터를 바탕으로 질병·유전자와 연관 있는 약물 후보를 탐색하는 것이다.

아톰와이즈(Atomwise)는 자사의 '아톰넷(AtomNet)'에 약물 설계를 위해 세계 최초로 심층신경망인 CNN(Convolutional Neural Network)을 적용했다. 이를 통해 혈액 뇌 장벽 침투제로 다발성 경화증 치료를 위한 단백질 억제제를 개발하기 위해 1000만개에 가까운 분자를 탐구했다는 후문이다.

버그(Berg)는 AI 플래폼으로 환자와 건강한 사람의 조직 샘플을 비교해 바이오마커를 발굴하고 후보물질을 직접 개발하고 있다. 버그는 15개의 항암제 신약 파이프라인을 보유하고 있다. 빅데이터 분석을 통해 약물의 새로운 적응증 발굴 중인 바이오엑셀(BioXcel)은 글로벌 제약사인 사노피, 다케다 등과 신약 용도변경 분야에서 협업하고 있다.

오믹스(OMICS)는 AI 기술을 활용해 약물 스크리닝 방법을 개발하고 있는 회사다. 약물 스크리닝이란 약물의 작용점을 제어할 수 있는 물질을 찾는 작업이다. 오믹스는 노화 관련 질병에서 독보적인 신약을 개발하기 위해 AI로 소형분자 약물 설계 문제를 해결하려고 노력 중이다.

유럽에서는 전통 제약사들과 AI 기업의 협업이 두드러진다.

영국의 베네볼런트AI(BenevolentAI)는 다국적 제약사 얀센과 제휴해 AI를 적용해 임상단계 후보물질을 평가하고 난치성 질환 신약을 개발 중이다. 프랑스의 사노피는 스코틀랜드의 AI 기반 신약개발 기업 엑스사이언티아(Exscientia)와 계약해 당뇨와 심혈관 질환을 위한 신약 후보물질을 발굴하고 있다.

스위스의 노바티스는 미국 AI기업 인실리코 메디슨(Insilico Medicine)과 협력해 악성 흑색종 치료를 위한 신약 개발에 나섰다. 스위스 로슈의 자회사 제네테크(Genetech)는 GNS 헬스케어(GNS Healthcare)와 암 치료법의 효능에 영향을 미치는 요인에 대해 연구하고 있다.

주로 민간 AI 기업이 신약 개발을 주도하는 미국·유럽과 달리, 국내에서는 제약사가 직접 AI 기술을 신약 개발에 접목하거나 AI 기업을 발굴해 협업하는 방식이 두드러지는 편이다.

국내에서는 SK바이오팜이 AI 약물설계 플랫폼을 업계 최초로 개발하는 데 성공했다.

SK바이오팜은 지난해 10월 국내 최초로 AI 기반 약물설계(Drug Design) 플랫폼을 개발했다고 밝혔다. 이 플랫폼은 SK바이오팜이 지난 20여년간 축적해온 중추신경계에 특화된 방대한 연구 데이터와 연구원들의 경험을 토대로 구축됐다.

AI 플랫폼 기술을 보유한 기업과 협력해 신약을 개발 중인 국내 제약사들도 있다.

지난해에는 유한양행, JW중외제약, CJ헬스케어 등이 유전체 빅데이터 기반 AI 기업인 신테카바이오와 신약 공동 개발을 위해 차례로 맞손을 잡았다.

유한양행은 지난해 4월 신테카바이오와 유전체 빅데이터와 AI 플랫폼을 활용한 신약개발 협력을 위한 상호양해각서(MOU)를 체결했다. 양사는 AI 플랫폼을 통한 공동연구를 진행하며, 후보물질 개발부터 약물대사·부작용 예측 등 임상의 모든 단계에 AI를 확대 적용할 계획이다.

JW중외제약도 지난해 5월 신테카바이오와 공동연구 양해각서(MOU)를 체결해 신약 후보물질의 바이오마커를 개발하는 등 연구·개발의 효율성을 높이기로 했다. 지난해 12월에는 CJ헬스케어가 신테카바이오의 AI기술을 활용해 면역항암제를 개발하기로 했다.

한미약품과 대웅제약도 IT 기술을 보유한 업체와 손을 잡았다.

한미약품은 국내 제약사 중 비교적 이른 시점인 지난 2013년부터 미국 IT기업인 메디데이터와 협력해 임상시험에 AI 플랫폼을 도입해왔다.

대웅제약은 울산과학기술원(UNIST)과 협약을 체결해 빅데이터, AI 등 데이터 과학 역량을 결합해 신약을 결합할 방침이다. 대웅제약은 사내에 별도의 AI팀을 갖춰 AI 신약 개발에 더욱 박차를 가하고 있다.

배영우 한국제약바이오협회 4차산업 전문위원(메디리타 대표이사)은 "AI 활용에는 국경이 없다"며 "AI 기술은 국내 제약·바이오 기업이 도약할 수 있는 계기를 제공할 수 있다"고 말했다.