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2022-05-17
“인공지능(AI) 기술을 활용한 신약 개발 열풍!” 대웅제약의 AI 신약 개발 현황은?
2022.05.17 URL복사

4차 산업혁명의 핵심 기술로 꼽히는 인공지능(이하, ‘AI’)이 빠른 속도로 발전하고 있습니다. 최근 AI의 발전 수준이 나날이 업그레이드되고 있음을 증명하는 사례가 발표됐는데요.  알파고를 개발한 구글의 자회사 딥마인드(DeepMind)에서 새로 개발한 AI 시스템이 컴퓨터 프로그래밍 대회에 참가해 인간 개발자와 같은 수준의 코딩 실력을 보인 것입니다. 이는 전 세계에 놀라움을 안겼습니다.

AI 기술은 IT 산업뿐 아니라, 제조업, 금융업, 서비스업 등 전 산업군에 접목되며 새로운 패러다임을 만들고 있습니다. 제약·바이오산업에도 역시 막대한 영향을 미치고 있죠. 이에 대웅제약을 포함한 전 세계 제약·바이오 기업들은 AI 기술을 활용한 사업에 적극적으로 나서고 있습니다.

그중에서도 가장 각광받는 분야는 ‘AI 기술을 활용한 신약 개발’인데요. 제약·바이오 업계가 AI 기술에 관심을 갖고, 이를 신약 개발에 활용하려는 이유는 무엇일까요? 그리고 대웅제약은 현재 AI 신약 개발을 위해 어떤 노력을 하고 있을까요? 

오늘 대웅제약 뉴스룸에서는 제약·바이오 업계의 가장 큰 화두, ‘AI 신약 개발’에 대해 살펴봅니다!  

‘AI 신약 개발’이란?

‘AI’는 사람이 할 수 있는 사고, 학습, 추론 등의 행동을 컴퓨터가 모방할 수 있도록 프로그램으로 실현한 기술을 뜻합니다. 이러한 AI의 특성을 이용한 ‘AI 신약 개발’은 임상 데이터와 신약 개발에 적합한 AI 알고리즘을 활용해 신약을 개발하는 것을 뜻합니다.

이때 AI 알고리즘은 딥러닝(머신 러닝의 일종으로, 학습 과정 동안 예시 데이터에서 얻은 일반적인 규칙을 독립적으로 구축하는 인공 신경망)을 활용한 ‘AI 플랫폼’을 사용하는데요. AI 플랫폼은 오랜 기간 축적된 방대한 연구 자료와 병원 진료 기록 등을 기반으로 데이터를 분석하고, 혁신적인 신약 개발 후보 물질을 찾아내 약의 효능을 예측하는 등 신약 개발 과정을 안정적이고 효율적으로 만드는 역할을 합니다.

 

제약 업계가 ‘AI 신약 개발’에 주목하는 이유는?

그렇다면 제약사들이 신약 개발에 AI 기술을 적극적으로 도입하려는 이유는 무엇일까요? 결론부터 짚으면 AI 기술이 신약 개발에 드는 막대한 기간과 비용을 획기적으로 줄여주기 때문입니다. 

일반적으로 신약 개발은 후보 물질을 도출하는 단계부터 시작되는데요. 제약사들은 신약을 개발할 대상 질환을 정하고, 수백 개의 관련 논문을 살펴 데이터를 수집, 분석해 후보 물질을 탐색합니다. 한국보건산업진흥원 자료에 따르면 이 과정을 통해 소요되는 신약 개발 기간은 평균 10년 이상, 비용은 약 2~3조 원이 넘죠. 하지만, 이렇게 오랜 시간과 막대한 비용을 들여도 실패 확률이 92%에 달합니다.

만약 이 과정에 AI를 투입한다면 어떤 변화가 생길까요? AI는 한 번에 100만 건 이상의 논문을 탐색할 수 있어 수십 명의 연구자가 1~5년간 해야 할 일을 하루 만에 진행할 수 있습니다. 이에 전문가들은 AI가 신약 개발 전 단계에 활용될 경우 개발 주기가 15년에서 7년으로 단축되고, 개발 비용도 약 6,000억 원 수준으로 줄어들 것으로 전망합니다.

AI 기술은 임상시험 단계에서도 중요한 역할을 합니다. 화합물 구조 정보와 생체 내 단백질 결합능력을 계산해 신약후보 물질을 제시합니다. 또, 약물 상호작용 등을 예측해 임상시험 설계 단계에서 나타날 수 있는 시행착오도 줄여준다는 이점이 있습니다.

그 밖에도 AI 기술은 의약품 제조 단계, 인허가 의사결정, 약물감시 등에도 사용됩니다.

AI 신약 개발 시장 전망과 앞으로의 과제는?

신약 개발 과정에 드는 막대한 시간과 비용을 단축해주는 AI 기술의 특장점에 힘입어 국내외 제약사들은 AI 신약 개발에 앞다퉈 뛰어들고 있습니다. 

스위스 제약사 로슈나 미국의 얀센과 화이자, 독일의 바이엘 등 다수의 글로벌 빅파마들은 일찌감치 AI 플랫폼 기업과 협력해 신약 개발에 AI 기술을 적극적으로 도입했으며, 세계적으로 신약 개발 AI 스타트업이 계속해서 늘어나는 추세죠. 국내에서도 대웅제약을 비롯한 유한양행, 한미약품, CJ헬스케어, JW중외제약 등 많은 제약사들이 자체적으로 AI 기술을 도입하거나, AI 전문기업과 협업해 AI 신약 개발에 적극적으로 나서고 있습니다.

이러한 흐름에 발맞춰 AI 신약 개발 시장의 규모는 앞으로 더욱 성장할 것으로 예상됩니다. 시장조사기관 글로벌 마켓 인사이트는 AI를 활용한 신약 개발 시장 규모가 매년 40%씩 성장해 2024년 40억 달러(약 4조 7,500억 원)에 이를 것으로 전망했습니다.

하지만 아직까지 국내에서는 AI 신약 개발 사례가 부족한 실정입니다. 많은 기업이 AI 기술 도입 과정에서 시행착오를 겪기 때문인데요. 전문가들은 AI 신약 개발 활성화를 위해선 무엇보다 신약 개발을 전문으로 하는 제약사와 AI 기술을 연구하는 AI 전문기업 간 협업이 중요하다고 강조합니다. 이를 뒷받침해 줄 AI 기술에 대한 이해와 데이터 구축, 전문 인력 확보도 필수겠죠!

때문에 현재 국내에서는 제약사와 AI 전문기업 간 효과적인 협업을 촉진하기 위한 토대가 마련되고 있습니다. 대표적으로 지난 2019년 한국제약바이오협회와 한국보건산업진흥원이 민관 공동으로 설립한 AI신약개발지원센터는 올해 하반기에 ‘신약 개발 연구자를 위한 AI 플랫폼’을 출시한다는 계획을 밝힌 바 있습니다. AI신약개발지원센터는 △협업 활성화 △전문 인력 교육 △AI 기술 지원 △데이터 확보 등을 통해 제약사와 AI 전문기업 간 협업 비즈니스를 촉진하는데 역량을 집중한다는 방침입니다.

대웅제약 AI 신약 개발, 어디까지 왔나?

대웅제약은 다수의 AI 전문기업과 협업을 통해 AI 신약 개발에 적극적으로 나서고 있습니다.

지난달 31일 대웅제약은 미국의 크리스탈파이(XtalPi)와 AI 기반 신약 개발 플랫폼을 이용한 항암 신약 공동 연구 및 개발 계약을 맺었습니다. 크리스탈파이는 미국 매사추세츠공대(MIT)의 양자물리학 전문가들이 설립한 AI 신약 연구개발 기업입니다. 이번 계약을 통해 양사는 합성 치사(synthetic lethality)* 원리에 기반한 항암 타깃 신약 개발을 공동 진행하게 됐는데요. 크리스탈파이가 신약 개발 클라우드 컴퓨팅 플랫폼을 이용해 신약후보 물질을 발굴하면, 대웅제약은 전임상 및 임상시험을 수행하고 사업화를 진행할 예정입니다.

*합성 치사(synthetic lethality) : 1개 유전자 이상으로는 세포사멸을 일으키지 않지만, 2개 이상의 유전자가 변이, 억제, 발현되어 그 복합적 결과로 세포사멸이 유도되는 현상. 종양 유전자의 돌연변이를 갖고 있는 세포에만 세포 사멸을 일으키는 신약 후보 발굴을 위해 사용됨

이와 함께 대웅제약은 지난해 3월부터 AI 기반 신약 개발 전문기업인 온코크로스와 공동 연구 개발을 진행하고 있습니다. 온코크로스는 신약후보 물질과 신규 적응증을 찾아내는 AI 플랫폼 기술과 관련 빅데이터를 보유한 기업입니다. 대웅제약은 현재 개발 중인 신약 ‘이나보글리플로진’과 ‘DWN12088’에 온코크로스가 보유한 유전자 발현 패턴 기반의 AI 플랫폼 ‘RAPTOR AI’를 접목해 적응증을 확대하고 있습니다. 

또한, 대웅제약은 지난 2020년 1월 미국 바이오기업 A2A 파마(A2A Pharmaceuticals, Inc., 이하 ‘A2A’)와 파트너십 계약을 체결하고 항암 신약 공동 연구 개발을 진행해오고 있습니다. A2A는 자체 개발한 AI 신약 설계 플랫폼 ‘SCULPT’를 활용해 신규 화합물을 설계하고, 대웅제약은 이를 기반으로 물질 합성 및 평가를 수행해 항암 신약 후보 물질을 도출하는 역할을 담당합니다. 양사는 AI 플랫폼 활용을 통해 후보물질 탐색으로 신약 개발에 투자되는 시간과 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

한편, 대웅제약은 신약 개발 연구원과 임직원이 빅데이터와 AI 관련 지식 및 기술을 습득해 업무에 적용할 수 있도록 돕는 DABA(대웅 인공지능 빅데이터 아카데미)를 개설해 운영하고 있습니다. 대웅제약은 AI 전문기업과 개방형 협력을 통한 혁신 신약 개발에 집중하는 한편, 자체 AI 전문 역량 강화에도 힘쓸 계획입니다. 


살펴본 것처럼 AI 신약 개발은 이제 피할 수 없는 제약·바이오산업의 대세가 되어가고 있습니다. 대웅제약 역시 AI 신약 개발에 적극적으로 나서고 있는데요! 앞으로도 전문 역량을 갖춘 다양한 기업들과 경계 없는 협업을 통해 AI를 활용한 신약 파이프라인을 확대해 나갈 계획입니다. 많은 관심과 성원 부탁드려요!