약물 탐색부터 부작용 예측까지… 신약 개발도 ‘AI 시대’

입력 : ㅣ 수정 : 2017-08-01 18:30

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제약업계 4차 산업혁명 붐
4차 산업혁명이 화두로 떠오르면서 세계적인 대형 제약사들이 인공지능(AI)을 활용한 신약 개발에 본격적으로 나서고 있다. 국내에서도 최근 문재인 정부가 제약·바이오 산업을 고부가가치를 창출하는 미래형 신산업 중 하나로 선정한 데다, 한국제약바이오협회가 ‘인공지능 신약개발 지원센터’ 설립을 추진하고 나서는 등 관련 산업 확대에 시동을 걸고 있다. 그러나 복제약이 주를 이루는 국내 제약시장에서 이런 정책이 실효성을 거두기 위해서는 높은 투자비 부담을 해결하는 것이 필수적이라는 지적도 나온다.
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1일 업계에 따르면 영국의 대형 제약회사 글락소스미스클라인(GSK)은 최근 인공지능 개발에 4300만 달러(약 492억원)를 투자하기로 결정했다. 존슨앤존슨즈의 제약사 얀센도 지난해 영국의 인공지능 기업 베네볼런트와 독점 라이선스 계약을 체결하고, 임상시험 단계의 후보물질에 대한 평가 등에 인공지능을 적용하는 방안을 모색하기로 했다. 베네볼런트는 약물 초기 발견 단계부터 임상 2상에 이르기까지 신약 개발 단계에 활용할 수 있는 독점기술을 보유하고 있는 벤처기업이다.

미국의 화이자는 IBM의 인공지능 ‘왓슨 포 드러그 디스커버리’와 손을 잡았다. 화이자는 이를 통해 자사가 보유한 암 관련 자료를 분석해 신약 개발과 병용요법 연구 등에 활용한다는 방침이다. 이스라엘의 제약사 테바도 호흡기 및 중추신경계 질환 분석 등을 위해 IBM과 업무협약(MOU)을 체결한 바 있다. 테바는 자사 제품을 복용하는 환자 약 2억명의 빅데이터를 모아 부작용 사례나 추가 적응증 등을 분석해 신약 개발을 진행할 예정이다.

독일 머크사는 아톰와이즈의 ‘아톰넷’을 통해 후보물질 탐색 과정에서의 성공률을 높인다는 계획이다. 아톰넷은 합리적인 약물 설계를 위해 많은 양의 표적물질 및 관련 정보를 분석해 패턴을 밝혀내는 네트워크 서비스다.

일본의 제약사 산텐은 미국 스타트업 투사의 인공지능 신약탐색 플랫폼 ‘듀마’를 녹내장 신약 개발에 활용하고 있다. 듀마는 약물과 질병 사이의 예상 밖의 연관성을 찾는 클라우드 기반 서비스를 제공하는 기술이다. 일본은 최근 교토대학과 제약·정보기술(IT)업계 등이 손을 잡고 신약 개발 전용 인공지능 개발에 착수하기도 했다.

이처럼 대형 제약사들이 신약 개발을 위한 인공지능 기술에 대대적인 투자를 하고 나선 이유는 이를 통해 신약 개발에 소요되는 비용과 시간을 획기적으로 줄일 수 있기 때문이다. 한국제약바이오협회에 따르면 신약 1건을 개발하는 데 드는 연구개발 비용은 평균 24억 달러(약 2조 7000억원)에 달한다. 게다가 약 5000~1만개의 신약 후보물질 중에서 5개만이 임상 시험에 진입하고, 이 중에서도 단 1개의 신약만이 최종적으로 판매 허가를 받을 수 있다.

그러나 인공지능을 활용해 방대한 데이터를 취합·분석하면 모든 경우의 수를 일일이 실험해야 하는 기존 신약 개발 과정을 크게 단축할 수 있을 뿐더러, 성공률을 크게 높여 투자비용과 시간을 효율적으로 사용할 수 있다. 인공지능을 통해 임상시험 조건을 최적화할 수 있을 뿐 아니라 부작용 등을 사전에 예측할 수 있기 때문이다. 이에 따라 인공지능을 활용하면 신약 개발 기간을 종전보다 10분의1에서 4분의1 정도로 단축하게 된다는 게 협회 측의 설명이다.

한국제약바이오협회는 지난달 24일 서울 서초구 방배동에 위치한 협회 사무실에서 기자간담회를 열고 “올해 안에 인공지능 신약 개발 지원센터를 설립하고, 인공지능과 빅데이터 등과 관련한 태스크포스(TF)를 꾸리겠다”고 밝혔다. 지원센터는 정부의 빅데이터 추진 사업과 제약업계를 연결해 주는 중간 다리 역할을 할 예정이다. 협회 관계자는 “장기적으로 제약산업의 세계화를 이루기 위해서는 인공지능과 빅데이터 기술에 대한 이해와 활용이 반드시 필요한 시대적 흐름”이라고 추진 이유를 밝혔다.

일각에서는 국내 제약시장에서 이 같은 접근이 성공하기 위해서는 막대한 초기 투자비용 문제를 먼저 해결해야 한다는 지적도 있다. 제약업계의 한 관계자는 “해외에서도 대규모 자본을 가진 소위 ‘빅파마’들이 인공지능과 관련한 투자개발에 선도적으로 뛰어들고 있다”며 “자본력이 부족해 신약 개발 대신 복제약 위주로 포트폴리오를 꾸리고 있는 군소 제약사가 대다수인 국내 제약업계에서는 필요성을 절감하더라도 선뜻 신기술 투자에 나서기 어려운 현실”이라고 말했다. 이어 “군소 제약사도 인공지능 기술을 활용해 저비용으로 신약 개발에 도전할 수 있도록 민관이 협력해 업계를 지원할 수 있는 방안을 찾는 것이 절실하다”고 말했다.

김희리 기자 hitit@seoul.co.kr

2017-08-02 19면
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