[메디칼업저버 양영구 기자] 최근 산업 전반에 걸쳐 인공지능(AI)을 활용한 연구개발이 활발하다. 

제약산업에서도 AI를 이용한 신약개발은 낯선 개념이 아니다. AI는 신약 후보물질 발굴부터 임상까지 다양하게 적용돼 기간과 비용을 줄이고 성공 확률을 높이는 데 기여하고 있다. 

때문에 글로벌 AI 신약개발 시장은 오는 2024년까지 14억 3400만달러(약 1조 6000억원)로 성장, 연평균 성장률 40.8%를 보일 것으로 전망된다.

신약개발에서 AI가 각광받으면서 국내외 제약기업들은 AI 플랫폼을 활용한 연구에 박차를 가하고 있다.

[신년기획-①] AI 활용 신약개발, 선택 아닌 필수 
[신년기획-②] 국내사도 AI 신약개발에 '속도'...한계는 여전
[신년기획-③] "AI 신약개발 위해 민·관이 정책 같이 만들어야"

국내 제약기업들도 글로벌 제약업계의 AI 도입 변화에 대응하고 있다.

유한양행은 AI를 이용한 신약개발에 투자를 확대하고 있다.

유한양행은 캐나다 사이클리카와 공동연구 계약을 맺고 이 회사의 AI 기반 통합 후보물질 발굴 플랫폼을 도입키로 했다. 사이클리카의 플랫폼은 후보물질의 약리학적, 물리화학적 특성에 더해 체내동태적 특성까지 선별하는 차별점을 갖고 있다. 

작년 2월에는 AI 기반 디지털 헬스케어기업 휴이노에 50억원을 투자하기도 했다. 휴이노는 고대안암병원과 함께 국내 최초로 심전도 스마트 모니터링 사업을 시행하는 곳이다. 유한양행은 자사의 비-비타민 K 경구용 항응고제(NOAC)와 함께 휴이노의 심전도기기 분석 및 모니터링 기술을 보급할 계획이다. 

대웅제약은 울산과학기술원(UNIST)과 AI 신약개발 바이오메디컬 분야 공동연구 산학협력을 맺고 신약개발 AI 시스템 고도화를 위해 협업하고 있다. 

대웅제약은 다양한 임상과 후보물질 테스트 경험, 전문지식 기반 통합 데이터베이스를 구축하고, UNIST는 최신 AI 신약개발 분석기술을 개발 및 플랫폼화하고 있다. 

또 네이버, 분당서울대병원과 헬스케어공동연구를 위한 업무협약도 체결했다. 이와 함께 미국 바이오기업 A2A파마와 AI를 이용한 항암 신약 공동 연구개발을 진행하고 있다. A2A는 AI 결합 신약 설계 플랫폼인 SCULPT를 보유하고 있다. SCULPT는 AI를 통해 특정 물질의 결합력과 약물성을 예측, 표적에 최적화된 물질을 선별해낼 수 있는 플랫폼이다. 

SK그룹은 AI 신약 개발사인 스탠다임에 약 100억원 규모의 지분 투자를 단행했다. 
SK그룹의 지주사인 SK C&C는 스탠다임과 개발한 AI 신약개발 타깃 발굴 서비스 '아이클루 앤 애스크'를 시범 운영하고 있다. 

아이클루 앤 애스크는 연구 대상 질병을 검색하면 AI 알고리즘을 통해 질병 관련 타깃 후보를 추천해주는 서비스다. 

뿐만 아니라 한국제약바이오협회와 '개방형 인공지능(AI) 신약개발 인프라 구축 및 생태계 활성화를 위한 기술 협력 협약'을 체결, △인공지능 신약개발 개방형 인프라 구축 △신약 개발을 위한 빅데이터 확보 △빅데이터 분석 기술 관련 서비스 공유 등 협력 방안들을 확대해 나갈 방침이다.

이외에 HK inno.N은 신테카바이오와 AI 모델을 활용한 신약개발 공동연구 협약을 체결하고 면역항암 신규 화합물 도출 연구를 진행한 바 있다. 이어 스탠다임과 항암신약에 대한 공동 연구개발 계약을 체결, AI 플랫폼을 활용해 새로운 화합물 구조를 찾아내고 신약 물질로 개발하는 협업을 진행 중이다.

업계 한 관계자는 "기존 신약개발 과정에서 효율성을 높이고 안전성을 확인하기 위한 제약사들의 관심이 높아지면서 향후 더 활발해질 것으로 예측한다"고 말했다.

AI가 신약개발 전반에 활용되고 있지만 아직 갈길은 멀다. 우선 학습시킬 데이터가 상당히 부족하다. AI 기술의 정확성은 데이터에 절대적으로 의존하는데 제약사가 보유한 데이터는 부족한 게 현실이다. 

이런 한계 때문에 개별 기관에 특화된 화합물을 기반으로 개발된 AI 기술을 범용적으로 적용하기에는 예측 성능이 현저하게 떨어질 수밖에 없다.

공개된 자료들도 개별 기관 자체적으로 고유한 형식으로 데이터를 생성하기 때문에 정보를 학습시키고 활용하려면 이를 정형화해야 한다. 그럼에도 업계는 AI와 신약개발의 결합은 '필수'로 본다. 

이에 업계에서는 AI를 활용한 신약개발 시장이 커지려면 정부가 기업들이 협력할 수 있는 생태계를 조성해야 한다고 조언한다.

한국제약바이오협회 김화종 AI신약개발센터장은 "정부의 역할이 무엇보다 중요하다. 제약산업의 AI 기술 접목은 민간 기업이 투자하지 못하는 대표적 영역으로, 실제적인 데이터를 공유할 수 있는 방법을 제공하는 게 필요하다"고 강조했다.