제약사들의 성장 동력이 될 수 있는 신약개발은 오랜 시간이 걸리고 연구개발(R&D) 비용의 부담으로 쉽게 개발에 뛰어들기가 힘들었다.

그러나 빅데이터와 이를 활용한 인공지능(AI)으로 제약사들은 약물 개발 시간 단축과 신약 후보물질 도출 및 약물재창출 등 신약개발의 어려움을 극복하고 있다.

신약후보물질 발견을 위한 AI 솔루션 시장 수익은 2020년 4억 4,400만 달러(약 4조 6,700억 원)가 예상됐으며 한국제약바이오협회는 한국보건산업진흥원과 ‘AI 신약개발지원센터’를 설립하는 등 AI 활용 기술개발에 투자하기 위해 나섰다.

먼저 제약사에서 연구개발 시 후보물질을 탐색하기 위해서는 관련 논문 4500~500개를 필터링해야 하지만 AI는 한번에 100만 건 이상의 논문탐색과 10개의 화학물 탐색이 가능해 연구자 수십 명이 1~5년간 해야 할 일을 하루 만에 진행할 수 있다.

일례로 인실리코메디슨은 DDR1 kinase targetdp 대한 저해제 후보 약물을 개발했는데 타깃물질 발굴에 21일, 합성과 검증에 25일을 소요해 26일 만에 후보물질을 진행하였으며 기존의 방식으로는 4~5년 정도 소요된다.

해외시장뿐만 아니라 국내에서도 제약사들은 AI 플랫폼 기술을 가진 업체와 협약을 맺거나 AI 기술을 확보해 이를 활용한 파이프라인 확대에 힘을 쏟고 있다.

국내 AI 신약개발 기업 신테카바이오는 AI를 활용한 코로나 치료제 개발에 나섰다. AI 기술과 허가된 약물 가운데 효과가 있는 약을 찾는 약물재창출 방법으로 2700여개의 약품 중 효과가 있을 것으로 추정되는 약물 30종을 2주 만에 도출했다. 신데카바이오는 이 30종 물질 가운데 3종에서 렘데시비르와 유산한 효능 결과를 4주 만에 확인했다. 그 결과 2개 후보물질은 폐병변 치유율이 94%로 렘데시비르 44%에 비해 효능이 2배 더 높은 것으로 나타났다.

대웅제약의 자회사 아이엔테라퓨틱스는 AI 신약개발 기업 ‘디어젠’과 난청 치료 신약후보 물질 발굴에 나섰으며 SK케미칼은 닥터노아바이오텍과 AI 기반 신약 개발에 나서기 위해 개발협약을 체결했다.

셀트리온의 경우 코로나 바이러스에 가장 효과가 높은 항체를 골라 세포를 배양하는 방식으로 임상 2상에 진입했으며 투약한 경증·중증도 환자들의 결과를 기다리고 있다.

CG녹십자는 AI 기반 미국 기업 아톰와이즈와 희귀질환 치료제 발굴에 나섰으며 계약에 따라 아톰와이즈의 AI 플랫폼을 이용해 후보물질 발굴할 계획이다.

보령제약은 퀀텀인텔리전스(QIC) 신약개발 공동연구 협약을 체결했으며 양사는 양자역학 기반 플랫폼을 활용해 혁신신약 후보물질을 도출하고 공동연구를 통해 신약 파이프라인을 발굴할 계획이다.

또 JW중외제약도 보로노이와 글로벌 항암제 개발을 위한 ‘STAT3 Protein Degrader 공동연구 계약’을 체결했다. 이들은 JW중외제약이 개발 중인 STAT3 타깃 저분자 항암신약 후보물질에 보로노이 단백질 분해 기술인 Protein Degrader(PROTAC)를 적용시킬 계획이다.

이에 제약업계 관계자는 “AI를 활용한 신약 개발 및 약물재창출, 기존 파이프라인 확대 등 치료제 개발에 빠른 속도를 낼 수 있을 것”이라며 “기술 플랫폼 변화와 신약 개발 등 제약·바이오산업이 빠르게 발전하는 만큼 정부에서도 이를 뒷받침하기 위한 정책 마련이 시급하다”고 강조했다.