중외 제약

신약 개발을 위한 제약사들의 경쟁이 치열해지면서 인공지능(AI) 기술 도입이 필수가 됐다. 수많은 신약 후보 물질을 합성·실험하는 전통적인 방식뿐만 아니라 AI 기술의 도움으로 신약 개발에 성공해 글로벌 빅파마로 도약하기 위해서다. 특히 AI 기술을 보유한 유망 바이오텍에 투자하거나 공동연구를 추진하는 오픈 이노베이션(개방형 혁신) 전략으로 연구·개발(R&D) 경쟁력을 강화하는 방식이 보편화되고 있다.

| AI 활용 신약 개발 시장 연평균 29% 성장 전망 |

제약사들이 신약 개발에 AI 기술을 적극적으로 활용하는 이유는 개발 소요 시간과 비용을 대폭 절감할 수 있기 때문이다. 과학기술정보통신부에 따르면 1개의 글로벌 혁신신약을 개발하는데 평균 15년, 1조 원 이상이 소요된다. 특히 신약 개발 성공 확률은 0.01% 수준에 그친다. 1만여 개의 신약 후보 물질 중 1개만 신약으로 출시되는 셈이다.

제약업계의 AI 기술 접목은 국내에 국한하지 않고 전 세계적으로 이뤄지고 있다. 글락소스미스클라인(GSK), 얀센, 아스트라제네카 등의 빅파마를 비롯한 국내 제약·바이오기업도 AI 기술 확보·활용에 속도를 내고 있다.

AI 활용 사례도 속속 나오고 있다. 미국 인실리코메디슨은 자체 개발한 AI 모델을 활용해 섬유증 치료제 후보물질을 발굴했다. 통상 관련 치료제 후보물질을 발굴하는데 4~5년의 개발 기간과 수백만 달러가 소요되지만 인실리코메디슨은 46일 만에 15만 달러의 비용으로 성과를 냈다.

또 미국 아톰와이즈는 AI 기술을 적용, 24시간 만에 7,000종의 약물 재창출 후보를 분석해 에볼라 치료제 후보물질을 발굴하는 데 성공했다. 영국 기업 베네볼런트의 경우 AI를 통해 류머티즘 관절염 치료제 ‘바리시티닙’이 코로나19 치료에도 효과를 낼 수 있다는 점을 예측했다. 이를 바탕으로 지난해 7월에는 미국 식품의약국(FDA) 임상 검증 승인을 받았다.

특히 AI 기술의 발전 속도가 갈수록 빨라지는 만큼 신약 개발 비용과 속도 역시 획기적으로 개선될 것이라는 기대감도 커지고 있다. 시장 전망도 밝다. 지난 2019년 473만 달러 규모였던 AI 활용 신약 개발 시장은 오는 2027년 3,549만 달러로 연평균 28.6%씩 성장할 것으로 예상된다.

신약 개발 장벽을 넘기 위해 정부도 지원에 나선다. 과기부는 올해부터 오는 2026년까지 총 204억 원을 투입해 AI를 활용한 신약 개발을 지원하기로 했다. 올해 지원 규모는 17억 원으로 내년에는 2배 이상 늘어난 68억 원이 투입될 예정이다.

| AI 기반 혁신신약(First-in-class) 개발 속도내는 JW중외제약 |

JW중외제약 역시 ‘주얼리(JWELRY)’, ‘클로버(CLOVER)’ 등 자체 R&D 플랫폼을 바탕으로 혁신신약 후보 물질을 지속 창출하는 한편 오픈 이노베이션을 통해 R&D 파이프라인을 확장하고 있다. 유망 바이오텍의 지분을 사들이거나 기술을 이전받는 방식이 아닌 혁신 R&D 플랫폼 기술을 결합해 시너지를 내는 차별화 전략에 집중하는 것이다.

지난 6일에는 AI 신약 개발 전문기업 디어젠과 AI 기반의 혁신신약 개발을 위한 공동연구 협약을 체결했다. 협약에 따라 JW중외제약은 디어젠의 AI 신약 플랫폼 ‘DEARGEN iDears’를 활용, 신약 후보 물질의 신규 적응증을 탐색하는 한편 개발 가능성도 검증한다.

이에 앞서 지난 2021년 11월, 올해 3월부터는 각각 신테카바이오, 온코크로스와도 협업하고 있다. 온코크로스의 ‘랩터(RAPTOR) AI’ 플랫폼을 활용해 신약 후보 물질 발굴, 신규 적응증 탐색을 진행한다는 점에서 디어젠과의 협업과 유사하다. ‘랩터 AI’는 신약후보물질이나 기존 개발된 약물에 대한 최적의 적응증을 스크리닝하는 R&D 플랫폼으로 임상 성공 확률을 높여주고 개발 기간을 단축시켜준다. 한편 신테카바이오와는 ‘딥매처(DeepMatcher)’ AI 플랫폼, 약물 3D 시뮬레이션 기술을 적용해 혁신신약 과제를 기획한다는 점에서 차이가 있다.

이외에도 중개임상을 강화하거나 새로운 기술과 결합해 차세대 파이프라인을 확보하기 위한 공동연구도 진행 중이다.

JW중외제약은 ‘인공 장기’로 불리는 오가노이드(Organoid)를 활용해 비임상과 임상 간의 불일치를 해소하기 위해 지난 5월 오가노이드사이언스와 중개임상 공동연구 계약을 체결했다. 지난 6월부터는 JW중외제약의 저분자 항암신약 후보물질에 일리아스의 독자적인 엑소좀 플랫폼 기술을 융합해 암세포를 선택적으로 사멸시키는 신약 연구도 진행 중이다. 엑소좀은 일종의 세포 간 택배로 비유되는 물질이다.

JW중외제약이 지난 2020년 12월부터 STAT3 타깃 저분자 항암신약 후보물질을 보로노이의 ‘프로탁’ 기술에 적용하는 공동연구도 새로운 기술을 접목해 차세대 신약을 개발하려는 노력 중 하나로 꼽힌다. 프로탁은 단백질 분해를 유도하는 저분자 화합물 기반의 신약 개발 플랫폼이다.

지난 7월부터는 오픈 이노베이션 대상을 해외로 확장하기 위해 바이오·헬스케어 관련 미국 최대 벤처캐피탈인 아치벤처파트너스와 공동연구 파트너를 물색하고 있다. 국내 제약사가 미국 바이오·헬스케어 전문 VC와 오픈 이노베이션을 위해 손을 잡은 국내 최초 사례다.