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인공지능 사용하면 효과적인 신약 성공률 6배 이상 높아져

후보물질 발굴에 1년 이하…개발기간·비용 크게 줄여

조민규 기자입력 : 2019.03.21 00:12:00 | 수정 : 2019.03.20 21:53:33

우리나라 인공지능 신약 개발의 구심점(허브) 역할을 할 ‘인공지능 신약개발지원센터’가 개소하며 본격적으로 빅데이터를 활용한 신약개발이 진행될 것으로 기대된다. 

글로벌 신약을 개발하기 위해서는 10~15년 이상 기초․임상연구 등에 1~2조원이 소요되는 등 막대한 시간과 비용이 투자가 필요하지만, 인공지능을 활용할 경우 이를 단축할 수 있어 이미 해외에서는 활용하고 있는 실정이다. 

센터 추진단 TFT 권진선 박사(일동제약)은 ‘인공지능기반 신약 개발 활용 연구’를 주제로 한 발표에서 인공지능 활용으로 신약개발 고효율을 얻을 수 있을 것으로 내다봤다.

그는 2~3년의 약물후보물질 발굴기간이 1년 이하로 줄어들고, 약물합성개수도 300종에서 100종으로, 연구원도 절반이상으로 줄어 연구비용 절감효과가 있다고 설명했다. 특히 약효의 성공률이 5%에서 30%로 크게 증가할 것으로 기대했다.  

미국과 일본(2017년부터 인공지능 신약개발 추진, 기초 후보물질 발굴을 5년에서 1년으로 단축 목표) 등에서는 신약개발에 인공지능 활용체계를 구축하고 있으며, 우리나라도 2018년 이후 13개 신약 후보물질을 개발한 바 있다.

2016년 7억5000만 달러 규모의 인공지능 헬스케어 산업은 2024년 100억 달러(약 11조원) 규모에 이를 전망이며, 특히 인공지능 신약개발이 핵심 분야로 부상하고 있다. 인공지능 신약개발 규모는 연평균 40%의 고도성장해 2024년에 40억 달러에 이를 것으로 전망(Global Market Insight, ’17)하고 있다. 

미국은 민간 협동연구를 중심으로 활발한 연구 진행 중이다. IBM ‘Watson’(’15년 출시) 등 10여개의 스타트업들이 글로벌 제약사와 협업 중으로, 주로 후보물질 발굴 및 신약 재창출에 주력하고 있다. 왓슨의 경우 자연어 처리기술을 활용하여 신약 후보물질 탐색을 위한 ‘Watson for Drug Discovery(WDD)’ 개발했는데 자연어 처리, 인지추론, 머신러닝 등 3가지 핵심기능을 활용해 3000여만건의 정형·비정형 데이터를 학습, 신약 후보물질 탐색 및 새로운 치료법 개발에 도움을 주고 있다. 

또 정부차원에서는 국립보건원(NIH)을 중심으로 항암제 후보물질 발굴 기간을 1년 이내로 단축하기 위해 글로벌제약사와 대학 등이 참여한 ‘ATOM 컨소시엄’ 구성(’17~’19)을 구성하기도 했다. 

일본은 정부 주도의 일본형 민·관 협업모델 추진 중이다. 이화학연구소(RIKEN)을 중심으로 신약개발 인공지능 개발을 위한 ‘라이프 인텔리전스 컨소시엄(LINC)’이 정보기술(IT)업체·제약사 등 90여개 기관 참여한 가운데 2017년 4월 출범했고, 3년간 20여개의 AI 프로그램 개발을 위해 정부가 100억 엔을 투자한다는 계획이다. 

일본제약공업협회는 AI 본격 도입시 1개 신약개발에 드는 시간과 비용이 각각 10년에서 3~4년, 1200억 엔에서 600억 엔으로 절반 이상 감소할 것으로 예상했다.

우리나라도 인공지능 활용 신약개발 플랫폼을 구축(75억원)하는 등 신약개발에 인공지능을 도입해 국가적 신약개발 역량 제고에 나서고 있다. 

우선 신약개발의 시간·비용을 단축하고, 새로운 신약 물질을 발굴하기 위한 R&D 사업 추진(‘19~’21, 국비 총 277억 원)해 후보물질 발굴, 전임상시험, 똑똑한(스마트) 약물감시 등 신약개발 전 단계에 활용가능한 단계별 인공지능 플랫폼을 개발하고 신약개발에 적용중이다.

또 각 분야별로 제약기업, 인공지능 IT기업, 대학 등이 컨소시움을 구성해 인공지능을 개발하고, 효과를 입증하기 위한 공동연구도 추진 중이다. 개발된 인공지능 기반(플랫폼)은 모든 국내 신약개발 전문가들이 사용할 수 있도록 공유·활용한다는 계획으로 CJ헬스케어, 동아ST, 크리스탈지노믹스 등이 활용하고 있다. 

인공지능 신약개발 교육·홍보 사업(1억6000만원)도 진행한다. 우리나라는 인공지능 신약개발에 유리한 여건 보유하고 있으나, 제약기업의 인식부족 등으로 투자가 저조하고, 전문인력도 부족한 실정이다. 이에 제약기업이 인공지능 신약개발에 적극 투자할 수 있도록 성공사례와 관련지식을 공유하고, 임직원 등에 대한 체험교육을 실시한다. 

이러한 인공지능 신약개발이 ‘인공지능 신약개발지원센터’ 중심으로 추진된다. 우선 인공지능 신약개발 활성화 및 빅데이터 기술 활용을 위한 일반 및 전문 교육과정 개발·운영하고, 제약기업 인공지능 활용 신약개발 활성화를 위한 전문가 협의체를 운영해 인공지능 개발사의 보유기술 및 협업사례 등을 조사한다. 또 국내외 인공지능 기술보유 업체와 제약기업간 1:1 컨설팅 지원 등 협력네트워크 구축 및 심포지엄을 개최한다. 

조민규 기자 kioo@kukinews.com




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