AI 신약개발 물꼬 튼 SK케미칼…제약ㆍ바이오업계, 앞다퉈 AI에 주목

(사진제공=SK케미칼)

인공지능(AI) 기술을 활용한 신약 발굴이 제약ㆍ바이오 업계의 새로운 전략으로 급부상하고 있다. 통상 비용과 시간 등을 기존 방식 대비 4분의1 수준으로 줄일 수 있는 것으로 알려지면서 AI를 활용한 신약개발은 글로벌 추세로 자리잡았다. 시장조사업체 더비지니스리서치컴퍼니에 따르면 관련 글로벌시장은 2021년 9억1000만달러(1조977억원)에서 2022년 39% 성장한 12억7000만달러(1조5322억원) 규모로 예상된다. 2025년까지는 연평균 47% 성장해 59억4000만달러(7조1666억원)에 달할 것으로 전망된다.

◇ 'AI 활용 원조’ SK케미칼, 2019년 오픈이노베이션TF 신설…류마티스 치료물질 특허 출원

30일 SK케미칼에 따르면 최근 이 업체는 닥터노아바이오텍의 인공지능 플랫폼 기술을 이용한 공동연구를 통해 비알코올성지방간염과 특발성폐섬유증 치료 후보물질을 발굴하고, 이에 대한 특허를 출원했다. 2020년 11월 신규 치료제 후보물질을 발굴하기 위한 공동 연구 계약을 체결하고 닥터노아의 AI플랫폼을 활용한 후보물질 발굴에 돌입한지 1년 3개월 만이다. 통상 신약 후보 물질 발굴까지는 2~3년이 걸리는 만큼 AI 기술의 신약 개발 기간 단축 효과가 입증된 셈이다.

닥터노아는 △문헌 정보 △유전체 정보 △구조 정보 등을 통합 분석해 치료제를 개발하는 AI플랫폼인 아크(ARK)를 보유한 업체다. SK케미칼은 도출한 후보물질에 대해 특허 등록 절차를 진행하는 한편 임상과 라이선스아웃 등 상용화를 위한 다양한 방안을 추진한다는 방침이다.

SK케미칼이 AI업체와 신약 개발에 나서 성과를 거둔 것은 이번이 처음은 아니다. 이 업체는 2019년 오픈 이노베이션 TF를 신설해 국내 빅데이터 연구진 및 AI 전문업체들과 손을 잡고 신약 개발을 추진해왔다. 오픈이노베이션은 바이오벤처 등 외부에서 기술을 들여오거나 협업하는 전략이다.

결실도 맺었다. 지난해 7월 AI 신약 개발사 스탠다임과 파트너십을 맺은 후 이달 중순 류마티스 관절염 치료 물질을 발굴하고, 이에 대한 특허를 출원했다. 스탠다임과의 특허 출원은 SK케미칼이 AI회사와 공동연구로 이뤄낸 첫 성과다. 지난해 11월에도 AI 기반 신약 개발 기업인 심플렉스 및 디어젠과 신약 공동 연구개발에 대한 계약을 체결하고 신약 후보물질 탐색에 돌입했다. 심플렉스가 신약 후보물질을 발굴하면 SK케미칼이 이를 검증하고, 임상 등 상용화 절차를 맡게 된다.

AI 활용 신약 개발이 속도를 내면서 이달 초에는 아예 신약 후보물질(파이프라인) 확보를 위한 오픈 이노베이션 전담 조직을 신설했다. 김정훈 SK케미칼 연구개발센터장은 “외부 기술력과 인프라를 활용할 수 있다는 점에서 폭넓은 연구개발 활동을 전개할 수 있을 것”이라고 말했다.

◇ 한미·동아에스티·JW중외 등도 신약 후보물질 개발에 AI 업체와 협력

SK케미칼의 오픈이노베이션 전략이 성과를 내면서 전통 제약사들도 AI 도입에 한창이다.

동아에스티는 지난해 10월 심플렉스와 중추신경계(CNS) 신약개발을 위한 공동 연구개발 및 라이선스 계약을 맺었다. 심플렉스는 자체 기술인 ‘설명 가능한 인공지능’ 플랫폼 ‘CEEK-CURE’를 활용해 컴퓨터 시뮬레이션 가상 실험(in silico)에서 유효물질의 탐색 및 최적화를 통한 신약 후보물질 발굴을 담당하고, 후보물질에 대한 권리는 양사가 공동으로 소유하고, 동아에스티가 모든 실시권을 보유하기로 했다.

지난해 11월 JW중외제약은 신테카바이오와 인공지능을 활용해 질병을 일으키는 특정 단백질을 표적하는 혁신신약 후보물질을 공동 개발하기로 했다. 신테카바이오의 AI 신약개발 플랫폼과 약물 3차원(3D) 시뮬레이션 기술을 활용해 후보물질 발굴을 가속화하고 JW중외제약이 보유한 신약 후보물질의 적응증(치료대상 질환) 확대와 약물 재창출에도 협력할 방침이다.

한미약품도 지난해 스탠다임과 공동연구 계약을 체결하고, 신약개발 초기 연구단계에서 AI 활용에 나섰다. 업무협약에 따라 양사 협력으로 도출된 신약 후보물질은 한미약품의 주도로 상업화 개발에 나선다. 대웅제약은 AI 기반 신약개발 전문기업 온코크로스와 공동연구개발 협약을 맺고 개발 중인 신약 ‘이나보글리플로진’과 ‘DWN12088’에 온코크로스가 보유한 유전자 발현 패턴기반의 AI 플랫폼 ‘RAPTOR AI’를 접목해 적응증을 확대할 계획이다

동국생명과학은 올해 핵심사업으로 AI 전문 기업 ‘루닛(Lunit)과 협력해 영상진단솔루션 강화를 통해 영상의학 소프트웨어 시장을 집중 공략하겠다고 선언했다. 이 업체는 디지털 헬스케어 사업 강화를 목표로 지난 2018년 의료 AI 전문 기업 루닛과 ‘루닛 인사이트’의 국내 유통 및 공급에 관한 계약을 체결했다.

동국생명과학에서 집중하고 있는 루닛의 AI 제품은 흉부 X-ray 영상을 분석하는 ‘루닛 인사이트 CXR(Lunit INSIGHT CXR)’과, 유방촬영술 영상에서 유방암 소견을 검출하는 ‘루닛 인사이트 MMG(Lunit INSIGHT MMG)’이다. 특히, 루닛 인사이트 MMG는 유방조직 밀도 정보 제공으로 판독 오류를 대폭 줄였다고 평가받는다.