신약개발도 AI시대...약개발에 AI활용 어디까지 왔나

이나경 기자 nakyeong1112@ekn.kr 2020.01.21 12:58:33

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[에너지경제신문=이나경 기자] 4차 산업의 발달로 인공지능(AI)과 빅데이터를 활용한 신약개발이 본 궤도에 올랐다. AI를 활용한 신약개발은 정밀도가 높고 시간과 비용을 대폭 절감할 수 있다는 점에서 제약업체들이 빅데이터를 활용한 인공지능 플랫폼 사업에 앞다퉈 뛰어들고 있다.

인공지능 신약개발

▲인공지능을 활용한 신약개발 개념도 자료제공=파로스IBT



◇ AI, 신약개발에 어떻게 활용되나

신약 개발은 고부가가치 산업이다. 한번의신약개발 성공으로 블록버스터급 의약품을 만들어 낸다면 관련 제약사뿐만 아니라 국가적 차원에서 얻어들일 수 있는 이익이 막대하다. 하지만 신약개발의 진입 장벽이 높아 국내 제약 바이오 산업은 신약보다는 제네릭(복제약) 의약품에 집중 돼 있는 상황이다. 이러한 상황 속에서 빅데이터와 AI 활용은 필연적이다. 실제 일반적으로 신약 개발을 위해 한 명의 연구자가 조사할 수 있는 자료는 한 해에 200~300여건 정도지만 IBM의 왓슨과 같은 인공지능은 한 연구에서만도 100만 건 이 상의 논문을 읽을 수 있다. 동시에 미국에서 기존에 등록 돼 있는 400만 명 이상의 임상데이터 분석도 가능하다. 인공지능신약개발지원센터에 따르면 신약개발에 인공지능이 적용되는 분야는 신약후보물질 발굴에서 특정 질환의 타겟 선정, 단백질 구조예측, 단백질과 약물의 결합 예측, 약물 최적화, ADMET(흡수, 분포, 대사, 배설, 독성) 예측 등이 있다. 제약사의 요구사항에 따라 위의 방법론중에 하나를 기반해 실험 디자인을하고 이와 관련된 데이터를 공공데이터베이스나 자체 보유한 데이터를 확보한다. 확보한 데이터는 인공지능이나 신약개발의 주기에서 필요한 데이터로 정제하는 작업 단계를 거친다. 특히 이 과정을 통해 정제된 데이터를 인공지능에 적용해 실제 실험에 들어가기 때문에 이 단계가 가장 중요한 부분이다.

[대웅제약 사진자료 1] 대웅제약_A2A 계약 체결 (1)

▲전승호 대웅제약 사장(왼쪽)과 소티리오스 스테지오폴로 A2A 파마 사장이 파트너십 계약 체결 후 기념사진을 촬영하고 있다.


◇ 국내 AI신약개발 어디까지 왔나

그렇다면 국내 AI신약 개발 수준은 어느정도일까. 90년대 중반부터 AI를 신약개발에 활용한 해외 진출에 비하면 아직까지 신약개발에 있어 AI적용 단계는 걸음마 수준이다. 국내 인공지능신약개발을 제대로 진행하고 있는 전문 기업은 1∼2개에 불과하며 제약사 내부 인공지능 팀을 운용하는 곳도 있지만 전문가를 보유한 기업은 없다. 이러한 실정에 대한 원인으로 전문가들은 인공지능에 적용할 데이터 확보의 어려움을 꼽았다. 인공지능을 신약개발에 적용하려면 각 단계에 필요한 데이터가 있어야 하는데 이를 활용하기엔 국내는 개인정보법과 연관 돼 있어 어려움이 많았다. 하지만 최근 국회 본회의를 통해 개인정보보호법·정보통신망법·신용정보법 개정안 등 3가지 법안(이하 데이터3법)이 통과되면서 의료 빅데이터 등을 활용할 수 있는 기회가 생겨 인공지능을 활용한 신약 연구개발도 탄력을 받을 전망이다.

◇ 국내 제약업계, AI활용 신약개발 ‘가속화’

데이터3법 개정안 통과로 인해 국내 제약업계도 빅데이터를 활용한 인공지능 플랫폼 사업을 본격화하고 나섰다. 먼저 대웅제약은 이달 15일 미국 AI 바이오기업 A2A파마와 항암신약 개발 위한 공동 파트너십을 체결해 AI를 활용한 신약후보물질 발굴에 돌입할 계획이다. 제일약품은 AI관련 플랫폼 기술보유 신약 벤처 기업인 ‘온코크로스’와 지난 9일 자사이 글로벌 신약 후보 물질 ‘뇌졸중 치료제 JPI-289’의 신규 적응증을 탐색을 위해 기술협약을 체결한 바 있다. SK바이오팜은 국내 제약사로 최초로 가족사인 ‘SK C&C’와 함께 AI기반의 약물설계 플랫폼을 완성했다. 또 SK는 최근 국내 대표적 인공지능 신약개발 전문업체 스텐다임에 100억원을 투자했다 스텐다임은 인공지능 개발자, 생물학자, 의학화학자, 시스템생물학자 및 변리사 등 25명의 전문가로 구성 돼 있는 기업으로 항암, 비알콜성지방간, 파킨슨병 등 분야의 파이프라인을 보유하고 있다.

인공지능신약개발지원센터 관계자에 따르면 "국내 제약기업들의 경우 유한양행이 최근 캐나다 사이클리카와의 협력한 것과 JW중외제약이 영국 밀너연구소와의 제휴한 것과 같이 해외업체와의 제휴도 계속되겠지만 후보물질발굴이나 최적화같은 경우에는 국내 스타트업과의 협력을 통한 AI기반 신약개발 경험의 내재화로 내년에는 변화가 조금씩 나타나지 않을까 조심스럽게 전망한다"고 전했다.

또 "데이터 3법의 통과로 인공지능 신약개발에 데이터를 적용할 수 있는 기회가 마련됐지만 아직 인공지능 전문인력이 부족한 상황"이라며 "인공지능 신약개발에 많은 전문가들이 유입될 수 있도록 국가나 제약사의 적극적인 지원이 필요하다"고 밝혔다.


이나경 기자 nakyeong@ekn.kr





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