AI 기반 신약개발, 결국 삶의 질 바꾼다

[머니S리포트-AI에 빠진 제약·바이오 ①] 대웅제약·동아에스티·중외제약·한미약품 ‘참전’

국내 제약·바이오기업이 인공지능(AI) 기술력을 확보하기 위한 경쟁을 펼치고 있다. 굵직한 신약개발로 명성을 드높인 제약사들이 상대적으로 짧은 업력의 AI 바이오기업에 신약개발을 위한 손을 내밀었다. 업계 안팎에서는 AI를 활용하면 신약개발 시간과 비용을 줄일 수 있으니 이 같은 모습은 자연스럽다는 평가다./사진=이미지투데이

◆기사 게재 순서
① AI 기반 신약개발, 결국 삶의 질 바꾼다
② 해외 빅파마, ‘AI 협력’ 신약개발 경쟁
③ 판독 일치도 93.5%… AI 진단기업도 ‘날개’

국내 제약·바이오기업이 인공지능(AI) 기술력을 확보하기 위한 경쟁을 펼치고 있다. 굵직한 신약개발로 명성을 드높인 제약사들이 상대적으로 짧은 업력의 AI 바이오기업에 신약개발을 위한 손을 내밀었다. 업계 안팎에서는 AI를 활용하면 신약개발 시간과 비용을 줄일 수 있으니 이 같은 모습은 자연스럽다는 평가다.

신약을 하나 개발하는 데 보통 10~15년이 걸린다. 개발 기간이 워낙 길어 들어가는 비용은 1조원을 훌쩍 뛰어넘는다. 신약개발은 그동안 현존하는 의료 미충족 수요 영역에 도전해왔다. 신약을 누가 먼저 개발하느냐에 따라 업계의 판도가 바뀐다. AI를 접목해 시간과 비용을 획기적으로 줄이는 신약개발 경쟁이 붙은 것도 이 때문이다. 보다 빠르고 정확한 신약개발은 질병 대응 수준을 높여 궁극적으로 삶의 질 개선으로 이어진다.

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전통 제약사, ‘AI 무장’ 바이오스타트업과 맞손

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AI는 앞으로 모든 신약개발에 필수 요소로 자리할 전망이다. AI 기술은 이미 신약개발에 활발하게 적용되고 있다. 전통의 제약사들은 AI 기술로 무장한 바이오 스타트업과의 협력을 늘리고 있다. 의료 분야 AI 접목은 그동안 영상 인식 기술을 기반으로 한 진단 솔루션이 주를 이뤘다. 최근엔 신약 후보물질 탐색 기간을 대폭 줄이는 AI 플랫폼 출시가 활기를 띄고 있다.


대웅제약은 AI 전문업체 온코크로스와 협약을 맺고 신약개발에 속도를 내고 있다. 현재 개발 중인 제2형 당뇨병 치료 후보물질 ‘이나보글리플로’와 섬유증 치료제 ‘DWN12088’에 온코크로스가 보유한 AI 플랫폼 ‘랩터AI’를 접목해 적응증을 확대할 계획이다. 온코크로스는 신약 후보물질과 신규 적응증을 찾아내는 AI 플랫폼 기술과 관련 빅데이터를 보유한 기업이다. 온코크로스 AI 플랫폼을 활용하면 빠른 시간 안에 최적의 치료제 조합을 발굴할 수 있다는 설명이다.

동아에스티와 AI기업 심플렉스가 CNS 신약 공동 연구개발 및 라이선스 계약을 체결했다./사진=동아에스티

동아에스티는 AI 기반 신약개발 기업 심플렉스와 손을 잡았다. 양사는 중추신경계(CNS) 질환 신약개발을 위한 공동 연구개발을 진행하고 있다. 동아에스티는 심플렉스가 발굴한 CNS 질환 신약의 후보물질 검증과 상용화를 담당한다. 심플렉스는 자체 기술인 설명 가능한 인공지능(Explainable AI) 플랫폼 ‘CEEK-CURE’를 활용해 컴퓨터 시뮬레이션 가상 실험에서 유효물질의 탐색 및 최적화를 통한 신약 후보물질 발굴을 담당한다. 후보물질에 대한 권리는 양사가 공동으로 소유하고 동아에스티는 모든 실시권을 보유한다.
JW중외제약도 AI 활용에 공격적이다. 2021년 11월 유전체 빅데이터 기반 AI 신약개발 기업 신테카바이오와 혁신신약 개발 협약을 체결했다. 이를 통해 양사는 질환 특이적 특정 단백질에 작용하는 혁신신약 연구개발 과제를 공동으로 기획한다. 신테카바이오의 AI 신약개발 플랫폼과 약물 3D 시뮬레이션 기술을 활용해 후보물질을 발굴할 계획이다. 또 JW중외제약의 신약 파이프라인 적응증 확대와 약물재창출도 상호 협력할 방침이다. 신테카바이오는 자체 개발한 AI신약개발 플랫폼 ‘딥매쳐’를 통해 합성신약 후보물질을 발굴한다. 최근 딥매처가 발굴한 면역항암제 후보물질 동물실험 결과가 국제 학술지(Oncoimmunology) 온라인판에 실렸다.

한미약품도 전방위로 움직이고 있다. 한미약품은 AI 기반 신약개발 전문기업인 스탠다임과 업무협력을 체결했다. 협약에 따라 신약개발 초기 연구 단계에서 AI를 활용해 항암, 비알코올성지방간염(NASH) 등 다양한 혁신신약 후보물질을 개발해 상용화한다는 입장이다.


업계 관계자는 “AI를 이용하면 제약사가 전통적 방식으로 2년 이상 걸리던 후보물질 설계와 도출을 7개월 만에 마칠 수 있다”며 “시간과 비용을 모두 절약하면서 우수한 결과물을 얻을 수 있다”고 설명했다.

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“AI 신약개발, 질병 대응 수준 높여 삶의 질 개선”

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AI를 활용하면 한번에 100만건 이상의 논문을 탐색할 수 있다. 또 수천~수만개의 후보 물질을 확인할 수 있기에 하나씩 점검하는 시간을 크게 줄일 수 있다. 일례로 일본 제약사 다이닛폰스미토모와 영국 엑시시엔티아는 AI를 활용해 강박증 치료 후보 물질을 1년 만에 추렸다. 기존엔 5년 걸리던 작업인데 비용도 3분의 1로 줄였다.

신약개발과정 및 AI 적용 분야./그래픽=김은옥 머니S 기자

이에 AI 신약개발 글로벌시장 전망은 밝다. 시장조사업체 더비지니스리서치컴퍼니에 따르면 관련 글로벌시장은 2021년 9억1000만달러에서 2022년 39% 성장한 12억7000만달러 규모로 전망된다. 2025년까지는 연평균 47% 성장해 59억4000만달러에 달할 것으로 예측된다. 또 다른 시장조사업체 얼라이드마켓리서치는 글로벌 AI 기반 신약개발 시장은 2022년 10억7300만달러에서 2024년 35억6000만달러가 될 것으로 내다봤다.
이 같은 시장 전망에 대해 이승규 한국바이오협회장은 “AI를 활용해 신약개발 프로세스를 간소화하고 질병 대응 수준을 높여 삶의 질을 바꿀 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.