AWS·MS·구글 집중적 투자
토종기업도 '제약혁신' 속도
"15년서 7년으로 단축" 목표
토종기업도 '제약혁신' 속도
"15년서 7년으로 단축" 목표
자료:과기정통부
제약·바이오업계가 클라우드와 AI(인공지능)를 적용해 1조원 이상, 평균 15년이 드는 신약 개발비용과 기간 줄이기에 본격적으로 나섰다.
임상시험 전 신약 후보물질 발굴 기간을 5년에서 수개월로 줄이는 것을 비롯해 15년의 개발기간을 7년 정도로 줄이는 게 목표다. 강력한 컴퓨팅 성능과 설계·시뮬레이션 기술을 이용해 과거에는 불가능했던 방식의 신약 개발도 시도하고 있다.
◇속도 높이고 위험도 낮추고= 제약사들은 신약개발 첫 단계에 대상 질병 관련 수백건의 논문을 분석하는데, AI는 한번에 100만 건 이상의 논문 탐색이 가능해 연구자 수십 명이 수년간 걸리는 작업을 하루에 해낼 수 있다. 후보물질 발굴 과정에는 AI가 화합물 구조 정보와 생체 내 단백질 결합 특성을 계산해 후보물질을 제시한다.
수천 개 신약 후보물질 중 전임상 대상 물질 수십~수백개를 가려내는 데 평균 5년이 걸리는데 이를 통해 수개월로 줄일 수 있다는 분석이다.
전임상에 2년, 임상 1·2·3상에 약 6년, 신약 판매허가에 약 2년이 추가로 걸린다. 임상 2상에는 약물 종류에 따라 약 100억~200억원, 3상에는 150억~550억원 가량이 든다. 그러나 임상을 거쳐 상품화에 성공하는 약물은 13%에 그친다. 임상 단계에 AI·클라우드를 적용하면 병원 진료기록을 토대로 최적의 임상 대상 환자군을 찾을 수 있다. 유전체 변이와 약물 상호작용을 예측해 신약 개발 단계 시행착오도 줄일 수 있다.
◇투자 집중하는 클라우드 3사= 클라우드 메이저 3사인 AWS, 마이크로소프트, 구글은 클라우드와 AI를 결합해 바이오·제약 시장을 공략하고 있다.
미국 바이오기업 모더나테라퓨텍스는 AWS 클라우드를 활용, 몸 속 메신저RNA(mRNA)를 타깃 세포에 전달해 원하는 단백질을 인위적으로 발현하는 방식의 맞춤형 항암백신을 개발하고 있다.
MS는 2017년 클라우드·AI를 적용한 '헬스케어 넥스트' 연구 프로젝트를 출범하고, 1000명 이상의 인력을 배치했다. 애저 클라우드에 유전체 분석 서비스인 'MS 지노믹스'도 선보였다. 미 바이오기업 어댑티브바이오는 이 서비스를 이용해 면역체계를 분석해 암, 전염병, 자가면역질환 등을 조기 진료·치료하는 기술을 개발하고 있다. 국내 스타트업 루닛은 AI 기반 의료영상 분석 시스템을 MS 애저 상에서 개발, 서비스하고 있다. MS는 AI와 양자화학, 클라우드를 이용한 약물발굴 기업 클라우드파마슈티컬스에 지분투자도 했다.
구글 모회사인 알파벳이 인수한 AI 전문기업 딥마인드는 AI를 적용해 몸속 단백질 접힘현상을 연구하고 있다. 체내 단백질이 비정상적으로 얽히거나 모양이 망가지면 질병으로 연결된다. 체내 단백질 구조를 정확하게 모델링하는 툴을 확보해 질병 이해와 신약개발에 새로운 장을 여는 게 목표다.
◇국내 기업도 신약개발·진단으로 적용 확대= SK㈜ C&C는 SK바이오팜의 AI 기반 약물설계 플랫폼을 개발했다. 국내 최초의 AI 기반 약물 구조설계 플랫폼으로, SK바이오팜이 20년간 축적한 연구데이터에 AI 알고리즘을 적용해 신약개발 경쟁력을 높였다.
고려대의료원과 함께 클라우드 기반 AI가 의료진에게 환자에 맞는 항생제를 추천해 주고 용량·용법·부작용을 알려주는 '항생제 어드바이저'도 개발하고 있다.
SK바이오팜은 자체 AI 플랫폼을 운영하는 한편 지난 4월 미 AI 기반 신약개발 회사 투자아와 제휴를 맺고, AI를 활용한 폐암 신약 연구에 착수했다. 후보물질 발굴과 약효·안전성 검증에 AI를 이용한다.
LG CNS는 의료 AI기업 루닛과 손잡고 클라우드와 AI를 통해 엑스레이 영상을 20초 내에 분석하는 사업을 추진한다. 두 회사는 서울 은평구 보건소에 9월말부터 내년 말까지 폐결절 대상 서비스를 하는 데 이어 대상 질병을 확대할 계획이다.
대웅제약은 맞춤형 항암제와 신약 개발에 AI를 활용하고 있다. 올초 AI개발팀을 신설하고 울산과학기술원과 연구에 협력하고 있다.
일동제약은 AI 모델을 보유한 심플렉스와 협력해 신약 개발 초기 단계 속도를 높였다. 유한양행, 종근당, JW중외제약 등도 빅데이터와 AI 투자를 확대하고 있다.머크, 글락소스미스클라인(GSK), 로슈 등 글로벌 제약사들도 AI에 집중 투자하고 있다. 가장 빨리 시도한 곳은 머크로, 2012년 뉴머레이트와 협약을 맺고 심혈관질환 치료제 개발에 AI 알고리즘을 적용했다. GSK는 AI 전담조직을 출범시키고, 약 200만종의 화합물 데이터에 AI를 적용해 신약 후보물질을 찾고 있다. 로슈는 암 데이터 회사 플랫아이언헬스와 협력, AI를 항암제 개발에 활용하고 있다. 암 정밀의료 솔루션 회사 사이앱스, 빅데이터 분석회사 GNS헬스케어와도 협력하고 있다.
우리 정부도 올해부터 3년간 258억원을 투자해 AI 신약개발 플랫폼을 구축한다. 과학기술정보통신부와 보건복지부가 공동으로 신약 후보물질 발굴, 신약 재창출, 스마트 약물 감시 등 3개 분야 AI 플랫폼을 구축한다.
안경애기자 naturean@
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