신약개발 첨병 된 AI…국내 제약사 진출 활발

(사진제공=동화약품)

인공지능(AI) 신약개발이 제약바이오 기업들의 미래 핵심전략으로 부상하면서 국내 주요 제약기업들도 관련 분야에 속속 뛰어들고 있다. 전통적인 방식의 신약개발은 후보물질 탐색부터 임상시험 등 성과를 도출하기까지 장기간 막대한 비용이 투입된다. 반면 AI는 방대한 데이터 분석과 물질 탐색 등 효과적인 연구개발(R&D)이 가능해 신약 개발 비용과 시간을 획기적으로 줄일 수 있다.

글로벌 기업들도 AI 신약개발을 미래 산업으로 여겨 적극 투자에 나섰다. 구글과 IBM 등 IT기업은 물론 화이자, 머크 등 글로벌 제약기업들이 AI 신약개발에 적극적이다. 실제 성과도 나오고 있다. 한국제약바이오협회 AI신약개발지원센터(AI센터)에 따르면 미국에서 2020년 10월 AI로 추천한 코로나19 약물재창출 후보물질이 임상시험을 거쳐 긴급사용 승인을 받았고, 영국에서는 2021년 AI로 디자인한 신약후보물질이 임상시험에 돌입했다. 김우연 AI센터장은 “신약개발 전 단계에 활용되는 AI는 신약개발주기를 15년에서 7년으로 단축시킬 것으로 추정한다”며 “후보물질 설계부터 생체정보 데이터를 기반으로 전임상과 임상시험을 설계하고 최적 환자군을 도출해 신약개발의 불확실성과 시간, 비용을 최소화할 것”이라고 전망했다.

국내에서는 한미약품과 대웅제약 등 제약기업과 온코크로스 등 AI 신약개발 스타트업 등이 협력을 통해 이 시장에 뛰어들고 있다. AI센터에 따르면 관련 스타트업은 현재 38개로, 지난해 상반기 14개 AI 신약개발 스타트업에 대한 투자금액은 1700억 원에 달한다. 또 정부도 AI 활용 혁신신약 발굴 등 27개 사업을 지원하고 있다.

대웅제약은 미국 양자물리학에 기반한 AI 신약연구개발 기업 크리스탈파이(XtalPi)와 AI 플랫폼 활용 항암 신약 공동연구개발에 나선다고 13일 밝혔다. 양사는 합성치사(synthetic lethality) 원리에 기반한 항암 타깃 신약 개발을 진행한다. 크리스탈파이는 독자 신약개발 클라우드 컴퓨팅 플랫폼을 이용해 항암 타깃 후보물질을 찾고, 대웅제약은 임상개발 등 사업화를 담당한다. 크리스탈파이는 화이자와 제휴를 맺고 신약개발에 사용할 AI 기반 분자모델링 플랫폼을 개발 중이다.

한미약품은 2020년 1월 스탠다임과 신약 후보물질 발굴에 돌입했다. 스탠다임은 AI 기반 선도물질 최적화 플랫폼 ‘스탠다임 베스트’를 개발한 회사로, AI 기술 기반 항암, 비알콜성지방간 등 다양한 파이프라인을 개발하고 있다.

JW중외제약은 2010년대부터 바이오인포매틱스(생물정보학) 기반의 빅데이터 플랫폼 클로버와 주얼리를 구축해 신약개발에 활용하고 있다. 올 3월에는 AI 신약개발 벤처 온코크로스와 공동연구계약을 체결했다. 양사는 AI 플랫폼 랩터(RAPTOR)를 활용해 JW중외제약이 개발 중인 새로운 파이프라인의 신규 적응증 탐색과 개발 가능성을 검증한다.

동화약품도 온코크로스와 AI 기반 항암제 신규 적응증 발굴을 위해 손을 잡았다. 동화약품이 보유한 항암신약 후보물질을 온코크로스의 AI 플랫폼을 통해 신규 고형암 적응증을 도출할 계획이다. 또한 동화약품은 심플렉스와 AI 기반 면역질환 치료제 개발도 추진한다. 심플렉스 AI 플랫폼 ‘CEEK-CURE’를 활용 면역질환 치료제 유효물질을 탐색해 최적의 신약 후보물질을 발굴한다는 계획이다.

SK케미칼은 양자역학 AI 기업 인세리브로와 협력한다. 인세리브로는 신약 후보물질 발굴을, SK케미칼은 도출된 물질에 대한 악효평가와 임상 등 검증을 담당한다. 양사는 신속한 신약 후보물질 발굴과 함께 인세리브로의 탐색 단계 물질에 대해서도 상용화 가능성을 모색한다.

국내 AI 신약개발은 시작 단계로 적극적인 투자와 인력양성 등이 필요하다는 의견이다. 김 센터장은 “아직은 미성숙 단계다. 우선 과제는 ‘AI 기술을 적용했더니 R&D 비용이 이만큼 절감됐다’는 사례 도출이 중요하다”며 “AI 기술에 대한 이해, 데이터 구축과 전문인력 확보 방안을 종합적으로 고려한 도입전략 구축이 요구된다”고 강조했다.

AI 플랫폼을 보유한 기업과 제약기업은 전문영역에서 차이점이 많아 협업은 필수다. 한 제약사 관계자는 “AI 신약개발은 비용 절감과 개발기간 단축 등 효과면에서 매우 매력적이다. 다만 제약사와 AI기업간 협력이 무엇보다 중요하다. 특히 관련 분야의 전문인력을 확보할 수 있도록 정부의 정책적 지원이 필요하다”고 말했다.