'인공지능' 활용한 신약 개발‥ 코로나19로 다시 급부상

전통적인 신약 개발 방식 완전 탈피‥ 후보 물질 도출부터 임상까지 '혜택'

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[메디파나뉴스 = 박으뜸 기자] 이제 인공지능(AI)를 활용한 '신약 개발'은 먼 미래가 아니다.
 
전통적인 신약 개발을 벗어나 시간과 비용을 단축하려는 움직임은 계속됐으며, 최근 AI를 통한 성과는 속속들이 나오고 있는 상황이다.
 
게다가 코로나19 대유행 속, 약물 재창출에 이 AI 기술이 활용되면서 또 한번 주목을 받고 있다.
 
한국보건산업진흥원의 '인공지능(AI)을 활용한 신약개발 국내·외 현황과 과제'에 따르면, 제약사에서 전통적인 방법으로 연구개발을 할 경우, 신약개발 대상 질병을 정하고 관련 논문 400~500개를 필터링해 후보물질을 탐색해야 한다.
 
하지만 인공지능은 한번에 100만 건 이상의 논문 탐색과 1010개의 화학물 탐색이 가능해 연구자 수십 명이 1~5년간 해야 할 일을 하루 만에 진행할 수 있다.
 
또 임상시험 단계에서도 인공지능이 화합물 구조의 정보와 생체 내 단백질의 결합능력을 계산해 신약 후보 물질들을 먼저 제시할 수 있다.
 
그리고 병원 진료 기록을 토대로 연구하고 있는 질병과 관련성이 높은 임상 대상 환자군을 찾을 수 있다.
 
뿐만 아니라 유전체 변이와 약물의 상호작용을 예측해 임상 실험 디자인 설계 및 맞춤형 약물의 개발 단계에서의 시행착오를 현저하게 줄일 수 있다.
 
대표적으로 리커전 파마슈티컬스(Recursion Pharmaceuticals)는 2013년도에 설립됐으나 5년만에 AI를 활용해 뇌 해면상 혈관기형 치료물질의 임상1상 IND의 FDA 승인을 받았다.
 
인실리코메디슨은 섬유증 및 기타 질환 치료제로 적용이 가능한 DDR1 kinase target에 대한 저해제 후보 약물들을 개발했다. 새로운 타깃물질 발굴에 21일, 합성과 검증에 25일, 총 46일만에 신약 후보물질 발굴까지 진행한 사례다. 이는 기존의 방식으로는 4~5년 소요된다.
 
엑스사이언티아(Exscientia)는 올해 초 인공지능 신약개발 파이프라인을 통해 신약 후보 물질이 임상 1상 시험에 들어갔다.
 
이 회사는 강박장애(OCD) 치료제 개발을 위해 일본의 Sumitomo사와 공동으로 인공지능 기술을 이용해 'DSP-1181'이라는 임상 후보 물질을 1년여 만에 도출했다.
 
이 밖에도 구글을 모회사로 둔 23andMe는 개인 유전체 분석 서비스를 하는 업체로 유전자 분석 키트 구매 소비자의 전체 정보를 기반으로 빅데이터를 인공지능/기계학습을 통해 신약개발이 가능한 항체를 개발했다.
 
아울러 베네볼런트AI(BenevolentAI)는 인공지능을 통해 릴리의 류마티스성 관절염 치료제 '올루미언트(Olumiant, baricitinib)'가 코로나19의 치료제로 효과적일 것이라고 예측했다.
 
업계 관계자는 "초를 다투는 긴박한 공중보건 상황에서 인공지능이 역량을 발휘해 환자 치료에 신속 대응할 수 있다는 점을 주목할 필요가 있다"고 말했다.
 
이처럼 AI를 활용한 신약 개발 시장 규모는 매년 40%씩 성장해 2024년에는 40억 달러(약 4조 6,700억원)에 이를 것으로 추정된다.
 
제약사들은 AI 기술을 가진 전문 기업들과 공동 연구·개발(R&D)에 주력하고 있다. 화이자, 아스트라제네카, 사노피 등 30개 이상의 글로벌 제약사들이 인공지능 신기술에 투자한 것으로 확인된다.
 
얀센의 경우 베네볼런트와 인공지능으로 개발한 신약 후보 물질이 임상 2상에 진입한 상태다.
 
업계 관계자는 "AI는 신약개발 패러다임을 획기적으로 변화시킬 것으로 기대되며, 글로벌 시장으로 발길을 재촉하는 제약바이오 기업들에게 AI 활용은 필수가 될 전망이다"며 "코로나19와 같은 바이러스 팬데믹 상황에서 인공지능을 활용한 약물 재창출 관련 발표로 이 분야는 더 급부상 중이다"고 말했다.
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