신약 후보물질 발굴위한 AI 솔루션‥2020년 주목할 성장 분야

인공지능에 대한 투자 및 연구, 스타트업과 빅파마의 협업 증가

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[메디파나뉴스 = 박으뜸 기자] 코로나19 대유행으로 인해 여전히 분위기는 가라앉아있지만, 전문가들은 2020년이 생명과학 시장에서 중요한 해가 될 것이라고 전망했다.
 
신약 후보물질 발견을 위한 차세대 디지털 기술의 적용, 지속가능한 가격 모델의 진화 및 글로벌 파이프라인 강화 등이 가시화될 것이기 때문이다.
 
생명공학정책연구센터의 '2020년 글로벌 생명과학 산업(Red바이오 중심)에 대한 5가지 예측'에 따르면, 먼저 `인공지능`이 중요한 분야로 꼽혔다. AI를 활용한 암 및 희귀 질환에 대한 신약 개발이 가속화될 것이라는 예측이다.
 
신약 후보물질 발굴(Discovery)를 위한 AI 솔루션의 시장 수익은 23.4% 증가해 2020년까지 4억 4,400만 달러에 이를 것으로 예상된다. 주로 새로운 물질 발견, 약물 재창출, 생산성 향상에 의해 주도될 것으로 보여진다.
 
전통적인 모델에서는 새로운 물질의 임상 2단계 진입 확률은 20% 미만에 불과하다. 그런데 최근 인공지능을 활용한 신규 물질 발견(New Molecular Entity, NME)이나 약물재창출은 최소 1.5배의 시간 단축을 보여준다.
 
이러한 장점으로 인공지능에 대한 투자 및 연구 그리고 스타트업과 빅파마의 협업이 늘어날 것으로 예상된다.
 
이미 화이자, 노바티스, 아스트라제네카, MSD, 로슈 등은  Atomwise, Healx, Exscientia, Recursion pharmaceuticals 그리고 Insilico Medicine 등과 신규 물질 발견과 약물재창출에 대한 공동개발에 착수해 AI 도입의 동력을 준비 중이다.
 
이를 통해 종양학은 AI와 관련해 가장 두각을 나타낼 분야이며, 그 다음으로 신경계 그리고 희귀질환 순이 성장할 것이라 분석됐다.
 
2019년까지 약 39개의 AI 관련 화합물이 임상 1상과 2상에 들어갔다.
 
한 예로 엑스사이언티아(Exscientia)는 AI로 개발한 신약 후보물질 'DSP-1181'의 임상 1상을 시작했다. 'DSP-1181'는 강박장애(OCD) 치료제 임상 물질이다. 전통적으로 임상에 들어가는 후보 물질 개발 소요 기간이 5년 이상이다. 그런데 엑스사이언티아는 1년만에 후보 물질을 개발했으므로 상당한 성과로 평가할 수 있다.
 
루게릭병(근위축성측생경화증, ALS)치료제인 Acurastem의 'AS-1'과 Pharnext의 샤르코-마리-투스(Charcot-Marie-Tooth) 질환 치료제인 'PXT3003'은 임상 3상이 진행 중이다.
 
인공지능을 활용한 신약 개발 분야에서 주목되는 기업들 중에는 최근 중국 CFTH로부터 2억 달러를 모금한 미국계 '인실리코 메디슨(Insilico Medicine)'이 있다. 이 회사는 차세대 AI 기술과 바이오정보학(Pandomics)을 적용했다.
 
최근 DDR1 kinase 억제제의 식별을 위한 GENTRL 적용은 21일이라는 기록적인 기간을 입증하며 주목을 받았다.
 
2012년에 설립된 영국 기반의 엑스사이언티아(Exscientia)는 희박한 데이터에서 민첩한 AI 기반 능동 학습을 적용해 약물 발견 프로세스를 가속화했다. GSK, 사노피, 세엘진 등과  대사질환, 뇌신경질환, 종양학 등 다양한 치료분야에 협업 중이다.
 
2012년에 설립돼 캘리포니아에 본사를 둔 아톰와이즈(Atomwise)는 심층 딥러닝 기술과 탄력적인 슈퍼컴퓨터 플랫폼을 활용한다. AtomNet 플랫폼은 약물 발견 응용을 위해 저분자의 화합물의 생물활성(bioactivity)를 예측하기 위해 고안된 최초의 구조기반 인공 신경망이다. 아톰와이즈는 이를 이용해 에볼라 바이러스와 다발성경화증에 대한 새로운 치료법을 발견했다.
 
현재 아톰와이즈는 40개가 넘는 주요 연구 대학 및 미국의 4대 제약회사와 제휴 중이다.
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