19만 2284개의 의약품 간 상호작용을 92.4%의 정확도로 예측할 수 있는 AI(인공지능)가 개발됐다.

이 AI가 상용화되면 환자 식단과 기존 복용약 등을 고려해 부작용이 없고 효과는 높은 맞춤형 약물을 처방할 수 있게 될 것으로 전망된다.

한국과학기술원(KAIST) 이상엽-김현욱 교수팀은 약물-약물 및 약물-음식 간 상호작용을 정확하게 예측할 수 있는 시스템(명칭 : DeepDDI)을 개발했다고 17일 밝혔다.

이번 연구는 인공지능의 핵심 기술인 딥러닝(Deep learning) 기술을 이용해 상호작용을 예측하는 것으로 국제학술지 미국 국립과학원 회보 (PNAS) 16일자 온라인판에 게재됐다.

기존의 약물 상호작용 예측 방법론은 약물-약물 간의 상호작용이 일어날지의 가능성 정도만을 예측할 뿐, 두 약물 간의 구체적인 약리작용에 대한 정보는 제공하지 못했다.



이에 연구팀은 맞춤형 약물 처방, 식이요법 등 응용 연구에서 체계적인 근거를 제시하거나 가설을 세우는 데에 한계가 있었다고 설명했다.

연구팀은 딥러닝(Deep learning) 기술을 적용해, 19만 2284개의 약물-약물 상호작용을 92.4%의 정확도로 예측하는 시스템인 딥디디아이(DeepDDI)를 개발했다.

DeepDDI는 두 약물 A, B 간의 상호작용에 대한 예측 결과를 다음과 같이 사람이 읽을 수 있는 영문 문장으로 출력한다.

즉 The metabolism of Drug B can be decreased when combined with Drug A(약물 A를 약물 B와 함께 복용 시, 약물 B의 약물 대사가 감소 될 수 있다)로 보여준다.

DeepDDI를 이용해 두 약물 복용 시 일어날 수 있는 유해 반응의 원인, 보고된 인체 부작용을 최소화시킬 수 있는 대체 약물, 특정 약물의 약효를 떨어뜨릴 수 있는 음식(성분) 등도 예측 가능하다.

이번 연구로 약물-약물 및 약물-음식 상호작용을 정확하게 예측할 수 있는 시스템을 활용하는 것이 가능해져, 신약개발, 복합적 약 처방, 투약시 음식조절 등을 포함해 헬스케어, 정밀의료 및 제약 산업에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

이상엽 교수는 "이번 연구결과는 4차 산업혁명 시대의 정밀의료를 선도할 수 있는 기반기술을 개발한 것"이라며 "복합 투여되는 약물들의 부작용을 낮춰, 효과적인 약물치료 전략을 제안할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구는 과기정통부의 '바이오리파이너리(Bio-Refinery)를 위한 시스템 대사공학 연구'와 카이스트의 '제4차 산업혁명 인공지능 플래그십 이니셔티브 연구' 지원을 받아 진행됐다.