[AI시대, 가치네트워크에 주목하라] 기업·정부 손잡은 `K-멜로디`… AI 신약개발 속력 높인다

<사진: 아이클릭아트>

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글로벌 AI헬스케어 시장규모 및 전망 <자료:삼정KPMG경제연구원>

연합학습 기반 신약개발 가속화 프로젝트 사업 추진 체계. 한국제약바이오협회 제공.

국내 제약바이오 기업들이 AI(인공지능) 신약개발이란 신대륙에 속속 발을 내딛고 있다. AI가 신약개발에 빠르고 효과적인 도구로 부상하면서 정부 주도의 연합학습 기반 신약개발 사업 프로젝트가 본격적으로 시작됐다. 그동안 자체적인 기술개발과 검증을 해 오던 기업들은 정부가 만들어준 마중물의 도움을 얻어 기술 수준을 한 단계 진화시키고 있다.

22일 제약바이오업계에 따르면 AI 신약 개발을 지원하기 위한 국가과제인 'K-멜로디(K-MELLODDY)' 사업이 본격적으로 속도를 내고 있다. K-멜로디 프로젝트는 연합학습 기반 약물 흡수·분포·대사·배설·독성(ADMET) 예측 모델인 'FAM' 개발을 목표로 하는 연구개발(R&D) 사업이다.

K-멜로디(K-MELLODDY) 사업은 2019년부터 유럽연합(EU)이 3년간 진행한 '멜로디' 프로젝트를 벤치마킹한 사업으로 보건복지부·과학기술정보통신부가 공동 추진하고 한국보건산업진흥원·한국연구재단이 지원하며 제약바이오협회가 주관하는 범부처 프로젝트다.

EU-멜로디는 아스트라제네카, 머크, 바이엘, 얀센, 노바티스 등 대형 제약사 10곳과 유럽 주요 대학, 바이오텍 등이 참여했다. 이 같은 AI신약개발 협업으로 연합학습 기반 AI 모델이 단독 AI 모델에 비해 성능개선 효과가 있다는 사실이 입증됐다. 그동안 국내에서는 개별 제약사와 바이오벤처, 연구소간 협업으로 AI 신약개발을 진행해왔지만 이번엔 민관이 공동을 추진한다.

K-멜로디는 국내 대표 기업·기관이 '원팀'을 이뤄 추진하는 정부 추진 사업으로 제약사는 물론 연구기관, 병원 등이 함께 참여한다. K-멜로디는 연합학습 기술을 통해 제약사와 병원, 연구소 등이 민감한 데이터를 기관 외부로 공유하지 않고도 공동의 이익을 추구할 수 있도록 구상했다.

K-멜로디에 선정된 제약사는 대웅제약, 동화약품, 삼진제약, 유한양행, 제일약품, 한미약품, 휴온스, JW중외제약 등 8곳이며, 연구소와 재단은 대구경북첨단의료산업진흥재단, 한국생명공학연구원, 한국파스퇴르연구소, 한국화학연구원, 기업으로는 심플렉스, 에이페이스 등이 선정됐다.

그밖에 가천대, 가톨릭대, 경북대, 고려대(세종), 서울대, 서울대병원 등 6곳도 참여한다. 연합학습에서는 'FDD'(Federated Drug Discovery) 플랫폼과 'FAM'(Federated ADMET Model) 솔루션이 구축될 예정이다. FAM은 ADMET(약물의 흡수·분포·대사·배설·독성) 정밀도를 높인 예측 모델로 개발된다. 이를 통해 신약 후보물질이 체내에 머무르는 시간과 약효를 예측해 후보물질을 입력하면 임상 통과 확률 등을 예상하는 방식으로 작동될 예정이다. 제약사 중에서 한미약품은 이번 프로젝트의 연구과제로 '신약 개발 AI 모델의 정확도 향상을 위한 고품질 데이터 제공·최적화'를 진행한다. AI 솔루션 개발 분야에서는 약물 후보물질 발굴을 위해 약물이 체내로 흡수, 분포, 대사, 배설되는 과정과 독성을 테스트하는 'ADME/T' 예측 AI 모델 개발 관련 세부 과제 5개와 이를 수행할 기관으로 광주과학기술원, 전북대 산학협력단 등 5곳이 선정됐다.

정부는 사업을 통해 AI를 활용한 신약개발 생태계가 조성될 것으로 기대하며, 이번 선정 과제를 포함해 연합학습 기반 신약 개발 가속화 프로젝트에 2028년까지 5년간 348억원을 지원한다. 특히 과학기술정보통신부는 바이오에 AI 등 디지털 기술이 융합된 디지털 바이오 분야를 집중 지원하기로 했다.

고형우 복지부 첨단의료지원관은 "그간 개별 기관 등이 독자적으로 수행하기 어려웠던 대규모 데이터 분석·활용이 가능해지면서 신약개발이 가속화될 것"이라고 말했다.

강민성기자 kms@dt.co.kr