제약업계 “신약 개발에 AI 필수”…기간·비용 절약, 도입 확대

우먼타임스 = 심은혜 기자

최근 산업계 전반에서 AI(인공지능) 기술이 큰 화두로 떠오르며 AI 기반 기술이 널리 퍼져 있다. 여기에 제약업계도 예외는 아니다.

제약사의 신약 개발은 고위험‧고수익 산업으로 분류되며 개발 과정도 10년을 상회한다. 그러나 AI를 활용하면 기간과 비용은 줄이면서 더 나은 품질의 의약품을 개발할 수 있어 AI 도입에 열을 올리고 있다.

한국과학기술정보연구원의 마켓인사이트 보고서에 따르면 세계 AI 신약 개발 시장 규모는 지난 2021년 4억1320만달러였으며 2022년에는 6억980만달러로 추정했다. 그리고 매년 45.7 %씩 성장해 2027년 40억350만달러(약 5조원)에 이를 것으로 전망하고 있다.

북미 지역이 가장 큰 규모를 차지하고 있다. 지난 2022년 2억6970만달러에서 연평균 48.4%로 성장해 2027년 19억4050만달러에 이를 것으로 예상된다. 유럽 시장은 같은 기간 45%로 성장해 2027년 11억6890만달러로 성장할 것으로 전망됐다. 아시아태평양 시장은 2022년 1억990만달러에서 매년 42.8%로 성장해 2027년 6억5190만달러가 될 것으로 예측된다.

주요 AI 신약 개발 관련 글로벌 기업으로는 미국의 엔비디아, MS(Microsoft), 구글, 아톰와이즈, 슈뢰딩거, 누메디, 버그, 클라우드파머수티클, 인실코메디슨, 영국의 엑스사이언티아, 베너블런트AI(BenevolentAI) 등이 있다.

한국보건산업진흥원에 따르면 해외 글로벌 제약사들은 AI 기술을 활용한 신약 후보 물질 탐색에서 주목할 만한 성과를 내고 있다. 최근에는 후보 물질의 탐색뿐만 아니라 전임상 시험의 설계, 독성 예측, 전임상 시험 자동화, 임상 시험의 설계 및 피험자 모집, 임상시험 최적화 등 신약 개발 전 과정에서 대규모 데이터 및 AI 기술의 활용이 시도되고 있다.

또 스마트 제약 공장과 같은 제조 단계와 인허가 의사결정, 신약 개발 의사결정 등의 과정에서도 다수의 인공지능 모델의 활용이 시도되고 있다.

이에 국내도 신약 개발 전 과정에 AI를 도입하는 추세다. 대표적인 기업으로는 대웅제약, 한미약품, JW중외제약 등이 있으며, AI 전문기업과 협업하거나 자체적으로 AI 기술을 도입했다.

대웅제약 연구원이 AI 신약개발 시스템으로 통해 신약 후보 화합물질을 탐색하고 있다. (대웅제약)

대웅제약은 다수의 AI 기업과 협업을 통해 개발을 진행하고 있다. 미국의 크리스탈파이(XtalPi), 온코크로, A2A 파마(A2A Pharmaceuticals, Inc.,) 등과 함께 신약을 연구‧개발 중이며, 최근에는 독자적 ‘AI 신약개발 시스템’까지 구축했다.

한미약품은 AI 기반 신약개발 전문기업인 스탠다임과 공동연구 계약을 체결하고 신약개발 초기 연구단계에서 AI를 활용하고 있다. 올해 초에는 아이젠사이언스와 업무협약을 맺고 ‘인공지능(AI) 신약개발 플랫폼’을 활용해 항암 분야에서 신규 후보물질 발굴에 속도를 높이고 있다.

JW중외제약은 신테카바이오와 업무협약을 통해 혁신신약 후보물질을 발굴하고 온코크로스와 디어젠의 AI 플랫폼을 활용해 개발 중인 신약 파이프라인의 신규 적응증을 탐색하고 개발 가능성을 검증하고 있다. 작년 초에는 AI 기술을 신약 연구에서 원료의약품 연구 분야까지 확장하고자 독일 머크 라이프사이언스와 업무협약을 체결했다.

이 외에도 동국제약은 AI와 빅데이터 기술을 활용해 신약후보 물질을 확보하기 위해 AI 신약 개발 플랫폼 기업 아론티어와 업무협약을 맺었다.

한국제약바이오협회는 AI 기반 신약개발의 중요성을 인지하고 4년 전부터 AI신약개발지원센터를 설립해 지속해서 교육하고 홍보사업 등을 진행해오고 있다. 올해는 AI 신약개발을 가속화하기 위해 지난 1월 12일 기존의 AI신약개발지원센터를 AI신약융합연구원으로 확대·발족했다.

한편 정부도 AI를 활용한 신약개발 산업을 적극 육성한다는 방침이다. 바이오와 디지털의 융합을 촉진하고 관련 기반 기술·인프라 혁신을 선도하기 위한 정책으로 2022년 12월 ‘디지털 바이오 혁신전략’을 수립했으며, 제4차 생명공학 육성 기본계획에서도 ‘디지털 융합을 통한 바이오 혁신’을 핵심과제로 정했다.

이를 위해 디지털 바이오의 기반이 되는 국가 통합 바이오 빅데이터 구축사업에 2028년까지 6066억원, 바이오 파운드리 인프라 및 활용 기반 구축사업으로 내년부터 2029년까지 1263억원, 연합학습 기반 신약 개발 가속화 프로젝트로 2028년까지 348억원, 인공지능 항체 은행 구축사업에 2026년까지 150억원 등을 투자할 예정이다.