학습능력이 뛰어난 인공지능(AI)과 빅데이터가 만나 신약개발을 지원한다면 어떤 기적이 일어날까.

과학기술정보통신부가 이들을 활용한 고속 신약개발 플랫폼을 구축해 신약후보물질 개발기간을 5년에서 1년으로 획기적으로 단축한다는 목표를 세웠다. 바로 '인공지능(AI)+빅데이터 활용 차세대 신약개발 플랫폼 구축' 사업이 그 것이다.

과기정통부는 글로벌 바이오 강국 실현을 위한 '바이오경제 혁신전략 2025(2017.9)'과 연구데이터의 체계적 공유 활용을 위한 '연구데이터 공유 활용 전략(2018.1)'의 선도 프로젝트로 이 사업을 추진하게 됐다고 설명했다.

'혁신전략 2025'에서는 글로벌 바이오시장 점유율을 2015년 10.7%에서 2015년 5%까지 확대하고, 글로벌 블록버스터 신약 5개를 창출한다는 목표가 제시돼 있다.


◆이 사업은 왜 나왔나=과기정통부가 바라보는 의약품 시장은 이렇다. 글로벌 의약품 시장은 연 1200조원 규모의 거대 시장이다. 향후 연평균 4~7% 내외 성장이 기대되는 유망 시장으로 손꼽힌다.

이는 우리 주력 수출산업인 반도체, 자동차, 조선 시장 합계(약 1100조원)를 넘는 수준이다. 2021년에는 최대 1조5000억 달러(약 1800조원)로 성장할 것으로 기대된다. 하지만 글로벌 신약 1개를 만드는 데는 10~15년이라는 오랜 시간과 1조원 이상의 막대한 비용이 필요하다. 성공확률도 매우 낮다. 이런 것들이 한국 제약기업의 글로벌 진출에 높은 진입장벽이 됐다.

과기정통부는 후발주자로 이런 장벽을 극복하기 위해 빅데이터와 정보통신기술(ICT)을 활용하는 방안이 제시되고 있다고 했다. 우리는 R&D를 통해 축적된 연구데이터와 병원 진료정보 등의 우수한 의료데이터를 다량 보유하고 있어서 여기에 인공지능(AI)을 적용하면 신약개발 시간과 비용을 단축해 국내 신약개발 역량이 한 단계 도약하는 기회가 될 것이라는 설명도 덧붙였다.


◆어떻게 활용하나=과기정통부는 신약개발은 후보물질 발굴부터 전임상, 임상, 시판 등 크게 4단계로 구분되는데, 각 단계별로 연구내용과 활용되는 데이터가 달라 차별화된 접근이 필요하다고 했다.

구체적으로 후보물질 발굴과 전임상 단계에서는 실험결과, 논문자료 등의 연구데이터가 주로 활용된다. 이어 연구데이터를 학습한 인공지능은 최적의 후보물질을 제시해 탐색 비용을 줄이고, 실험결과를 효과적으로 예측해 전임상시험 단계 시행착오를 줄일 것으로 기대된다고 과기정통부는 설명했다.

다음 임상시험과 시판 단계에서는 진료정보, 건강보험 정보 등 의료데이터를 활용할 수 있다. 이어 의료데이터를 학습한 인공지능은 최적의 환자군을 제시해 임상시험 기간을 단축하고, 시판 후의 효능과 독성을 자동 추적해 부작용 최소화에 기여할 것으로 기대된다고 과기정통부는 밝혔다.


◆어떻게 추진하나=과기정통부는 별도 법령 제·개정 없이 가이드라인 마련만으로도 공유와 활용이 가능한 연구데이터를 활용해 단기에 성과 창출이 기대되는 후보물질 발굴 단계 프로젝트를 우선 추진하기로 했다고 설명했다.

해당 연구데이터는 그동안 국가연구개발사업을 통해 50여만건이 축적돼 있으므로 이를 활용하면 평균 5년이 소요되는 후보물질 개발기간을 최대 1년까지 단축할 수 있다는 것이다. 과기정통부는 이달 중 사업공고를 거쳐 올해 상반기 내 화학(연)을 중심으로 인공지능 전문기업·연구소, 신약개발 연구자가 참여하는 사업 컨소시엄을 구성해 플랫폼 개발에 착수할 계획이라고 했다.

또 개발된 플랫폼은 인공지능(AI) 학습과 연구자를 통한 검증 작업을 거쳐 연구자와 기업이 자유롭게 사용할 수 있도록 내년 중 공개하기로 했다. 과기정통부는 결국 이 플랫폼은 제약사와 병원 등이 활용해야 하는 만큼 현장 수요자 중심의 전문 컨설팅 그룹을 구성해 개발 과정에서 사용자의 목소리를 상시 반영할 계획이라고 했다.


◆이후 추진계획은=과기정통부는 향후 후보물질 발굴 단계 뿐 아니라 신약개발의 모든 단계에서 인공지능과 빅데이터를 활용한 국가적 플랫폼 구축이 필요하다고 했다. 그러면서 우선은 선도 프로젝트를 통해 성공모델을 창출해 민간과 범부처로 확산해 나갈 예정이라고 했다.

과기정통부는 이를 위해 관계부처와 공동으로 '(가칭) 국가 AI 활용 신약개발 전략'을 올해 상반기 내 마련해 4차산업혁명위원회 산하 '헬스케어 특별위원회'에서 발표할 계획이라고 했다.

정병선 과기정통부 연구개발정책실장은 "제약산업 후발주자인 우리나라가 글로벌 강국으로 도약하기 위해서는 4차 산업혁명의 핵심 인프라인 인공지능과 빅데이터 활용이 필수적"이라며 "관계부처와 협업해 국가적 신약개발 역량을 제고할 수 있도록 전폭적인 지원에 나설 것"이라고 말했다.