◇AI 신약개발 시장 규모 연평균성장률 45.7%…급성장세 이유는?

[바이오타임즈] 한국제약바이오협회에 따르면 글로벌 AI 신약개발 시장 규모는 매년 45.7%씩 성장해 2027년 40억 350만 달러(약 5조 4,000억 원) 규모에 이를 것으로 예측된다.

제약바이오기업은 AI 기술에 기반한 혁신적인 솔루션을 활용해 신약 개발의 효율성과 정밀성을 향상시키고 있다.

AI는 기존의 컴퓨터를 이용한 신약설계(Computer‐Aided Drug Design: CADD)의 한계를 보완하고 정확도를 높여 신약 개발 비용과 시간을 줄이는 등 기업이 감수해야 할 리스크를 줄여준다.

신약개발은 대표적인 고비용·저효율 분야다. 보건산업진흥원에 따르면 신약개발 기간은 평균 15년, 3조 원의 비용이 필요하다. 1만여 개 신약 후보물질 중 단 1개만이 성공하며 개발 단계가 높아질수록 확률은 더 낮아진다.

반면, AI는 신약 후보물질을 보다 정밀하게 선별해 임상 성공률을 높일 뿐만 아니라 소요되는 비용과 시간을 각각 7년과 6,000억 원 규모로 줄인다.

AI 기술이 신약개발의 패러다임 변화를 가속하면서 올해 AI를 기반으로 한 ‘바이오 빅뱅’이 본격적인 시작될 것으로 기대된다.

글로벌 의약품 시장조사기관 아이큐비아는 올해 AI 기반 플랫폼을 갖춘 최소 30개의 약물 후보가 임상 개발 프로그램에서 볼 수 있을 것이라고 분석했다.

글로벌 회계 컨설팅 그룹 프라이스워터하우스쿠퍼스는 올해 제약업계가 AI 분석을 통해 성장을 가속화할 것으로 내다봤다.

AI 신약개발 기업이 신약개발 프로세스를 가속화하고, 후보물질 발견부터 상업화까지 포트폴리오를 운영하는 데 드는 비용을 결정하기 위해 AI, 데이터 분석 및 머신러닝과 같은 디지털 기술에 투자할 것으로 전망했다.
 

◇AI 기반 혁신신약 공동개발·협업 증가 추세

한국보건산업진흥원이 발간한 ‘AI 활용 신약개발 경쟁력 강화방안’ 보고서에 따르면 AI 신약개발 기업은 2015년부터 증가해 2018년 가장 많은 기업이 설립됐다.

AI 기업, 제약사 간 공동개발 및 협력 사례도 눈에 띄게 증가하면서 2023년 5월 기준 총 88건의 협업이 이뤄졌다. 최근 손을 잡아 주목받은 대표적인 기업은 한미약품, 동아에스티, 동국제약 등이다.

한미약품은 바이오텍 아이젠사이언스와 협약을 맺고, AI 신약개발 플랫폼을 활용해 항암 분야 신규 후보물질 발굴에 속도를 내고 있다.

아이젠사이언스는 약물의 잠재적 표적, 작용 기전을 도출할 수 있는 전사체 데이터 기반 AI 신약 개발 플랫폼을 통해 14개의 신약 파이프라인을 개발하고 있다.

아이젠사이언스가 AI 플랫폼을 기반으로 항암 후보 물질을 발굴하면 한미약품은 자체 R&D 역량을 토대로 해당 물질의 도입 여부를 평가하게 된다.

동아에스티는 이스라엘 바이오 기업 일레븐 테라퓨틱스와 리보핵산(RNA) 기반 유전자 치료제 개발을 위한 업무협약을 체결했다.

양사는 일레븐 테라퓨틱스가 보유한 플랫폼 기술인 '테라'(TERA)를 활용해 섬유증 질환용 RNA 치료제 발굴을 위한 공동연구를 진행할 계획이다.

테라는 RNA 약물 발굴에 활용하는 AI 기반 플랫폼으로, RNA의 화학적 변형을 해독할 수 있다. 이를 통해 동아에스티는 합성 신약 분야를 넘어 유전자 치료제 분야로 연구개발 역량을 확장할 방침이다.

GC셀은 지난해 12월 루닛과 AI를 활용해 신약후보 물질 'AB-201' 연구개발 계약을 체결했다.

AB-201은 유방암·위암 등 고형암에 쓰이는 CAR-NK 세포치료제다. CAR-NK 세포치료제는 암세포에 특별히 반응하는 키메라 항원 수용체(CAR)와 자연 살해(Natural Killer·NK) 세포를 결합한 차세대 면역항암제다.

루닛은 개발 중인 AI 바이오마커 '루닛 스코프 IO'를 공급하고, 양사는 이를 활용해 'AB-201'의 공동연구를 진행한다.

동국제약은 지난 2월 온코빅스와 기능성 소재 제품화 관련 상생 협약(MOU)을 체결했다. 양사는 테카(TECA)와 인사돌의 주성분인 에티즘(ETIZM) 등 천연물을 통한 항균·항염 효과를 지닌 개량신약의 공동개발에 나선다.

온코빅스가 개발한 AI 기반 약물 도출 플랫폼인 '토프오믹스(TOFPOMICS)'를 다양한 질환군의 약물 설계에 적용해 연구 영역을 확장할 예정이다.

동국제약은 같은 달 AI 신약개발 플랫폼 기업인 아론티어와 AI 기반 첨단의약품 개발 공동 연구에 대한 협약을 체결하기도 했다.

이번 협약을 통해 양사는 각자의 전문 분야에서의 역량을 집결해 새로운 의약품 개발 영역에서 혁신적인 성과를 이끌어 내기로 했다. 또 AI와 빅데이터 분석 기술을 보다 효과적으로 활용함으로써 연구개발(R&D) 프로세스를 가속화할 계획이다.

아론티어는 지난해 말 HLB바이오스텝과 아론티어와 AI 기반 혁신신약 공동개발 업무협약으로 주목받은 바 있다. HLB바이오스텝은 신약 등 신규 개발 물질에 대한 비임상 실험을 진행하는 비임상CRO를 주된 사업으로 하고 있다.

디티앤씨 바이오그룹의 비임상·임상시험수탁기관(CRO) 디티앤씨알오는 미국 AI 기반 신약 물질 시스템 개발 기업으로 알려진 칼리시와 신약 및 정보통신기술(ICT) 융합형 플랫폼 분야 협력을 체결했다.

디티앤씨알오는 의약품, 의료기기, 식품, 화학물질 및 화장품 등 다양한 영역에서 비임상 및 임상시험에 용역을 제공하는 풀 서비스 CRO 기업이다.

이 밖에 삼진제약은 양자역학 기술을 활용한 AI 신약 개발 기업 인세리브로와 맞손을 잡았고, SK케미칼은 스탠다임, 심플렉스 등 다수의 바이오텍과 AI 신약 개발을 위해 협업하고 있다.

업계 관계는 AI가 신약개발 시장에서 지배력이 높아지는 가운데, 국내에서는 현실적으로 제약사들이 AI 인력풀을 갖추기가 쉽지 않고, 의료 정보 활용도 장벽이 높아 제약바이오기업의 경쟁력을 우려하는 목소리도 나온다.

이에 일각에서는 “제약사와 바이오텍 간 협력과 더불어 IT기업과 손잡는 글로벌 빅파마와 같은 방식을 적극적으로 취하는 게 합리적일 수 있다”는 의견이 제시된다.

[바이오타임즈=김가람 기자] news@biotimes.co.kr

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