제약바이오 산업계에서 주목해온 인공지능(AI) 기반 신약개발이 이제 정부 주도의 국책사업으로 본격 확대되고 있다. 보건복지부, 과학기술정보통신부, 중소벤처기업부 등 주요 부처는 잇달아 AI 중심 신약개발 프로젝트를 가동하며, 국가 차원의 데이터·플랫폼·실증 생태계 구축에 속도를 내고 있다.
정부 지원을 통해 전임상부터 임상 설계 단계까지 AI를 활용할 수 있도록 플랫폼과 실증 사례를 마련하고, 기업과 병원, 연구기관이 참여하는 컨소시엄을 통해 신약개발 과정 전반의 효율성과 성공률이 극대화될 것으로 기대를 모은다.
복지부 'K-AI 신약개발 사업'에 370억 투입
11일 업계에 따르면 그동안 개별 제약바이오 기업과 AI 플랫폼 기업 간 협업을 통해 제한적으로 활용되던 AI가 올해 대규모 국책과제로 선정되면서 신약개발 전략의 핵심 기술로 자리 잡는 분위기가 조성되고 있다.
앞서 지난 5일 보건복지부는 한국제약바이오협회를 'K-AI 신약개발 전임상·임상 모델개발 사업'의 총괄기관으로 선정하고 본격적인 사업 운영에 돌입했다. 4년 3개월간 약 371억원을 투자하는 사업이다.
한미약품은 '역이행 연구 설계 인공지능 소프트웨어 개발' 분야의 공동 연구기관으로 참여하게 됐다. 역이행 연구는 임상 시험에서 확보한 데이터를 전임상 단계로 환류시켜 신약개발의 정확도와 효율성을 높이는 방법이다.
AI 기반 신약 개발사인 온코크로스는 AI 신약개발 소프트웨어의 핵심 알고리즘 및 통합 분석 플랫폼 개발 주체로서, 다기관에서 수집된 임상·오믹스 데이터를 전처리·정제·통합하여 학습 가능한 형태로 구성하고, 이를 기반으로 환자 반응 예측, 바이오마커 발굴, 약물 재창출, 동물모델 최적화 등 다층적 분석을 수행한다.
임상시험수탁기관인 씨엔알리서치는 자회사 트라이얼인포매틱스와 협력해 신약개발 임상 성공을 가속화하기 위한 연합학습 기반 멀티 에이전트 플랫폼을 설계·구축한다.
GC녹십자 그룹의 비영리 연구재단법인 목암생명과학연구소는 중개연구용 AI 소프트웨어를 개발하며, 실제 임상 설계 단계부터 AI를 활용할 수 있는 모델을 구축할 예정이다. 이밖에도 대웅제약, 동화약품, 아이젠사이언스 등 제약바이오 기업들이 참여한다.
과기부·중기청, AI 국책사업에 신약개발 지원
다른 정부 부처도 AI 플랫폼을 활용한 다양한 프로젝트를 추진하며 AI 신약개발 지원 범위를 확대하고 있다.
과학기술정보통신부가 182억원을 투입해 이달부터 내년 9월까지 진행하는 '인공지능 특화 파운데이션 모델 프로젝트'에는 AI 의료진단 기업 루닛과 SK바이오팜 등이 참여해 AI 기반 신약개발 및 디지털 트윈(가상 환자 기반 임상시험 시뮬레이션) 모델을 공동 개발한다. SK바이오팜은 인공지능을 활용한 신약 개발과 디지털 트윈(가상 환자 기반 임상시험 시뮬레이션) 모델 개발을 담당한다.
앱티스와 온코크로스는 지난 9월부터 2029년 8월까지 진행되는 중소기업기술정보진흥원의 '중소기업기술혁신개발사업(수출지향형)'에 선정됐다. 두 회사는 온코크로스의 AI 플랫폼 기술을 활용해 암세포 데이터 여러 가지를 동시에 분석하고 기존 항체치료제가 듣지 않는 환자를 위한 새로운 약물 성분을 찾는다.
삼성바이오에피스와 프로티나(Protina)는 복지부가 주관하는 'AI 모델을 활용한 항체 바이오베터 개발 및 실증사업' 국책과제를 수행한다. 이 사업은 지난달부터 2027년까지 약 470억원이 투입되며 AI 기반 항체 신약 후보물질 10개를 개발하고 이 중 3개는 비임상, 1개는 임상1상 신청을 완료하는 것이 목표다.
삼진제약은 지난 9월 복지부·한국보건산업진흥원·K-헬스미래추진단이 추진하는 '한국형 ARPA-H 프로젝트'의 주관기관으로 선정돼 양자역학과 AI 기술을 결합한 혁신신약 설계에 도전하고 있다. 기존처럼 후보물질을 경험적으로 찾는 방식 대신, 물리학 기반 분자 예측 모델과 AI 학습을 활용해 신약을 설계하는 방식을 새롭게 정의하는 것이 목표다.
AI, 신약개발 핵심 전략 기술로 부상
세계적으로 AI 기반 신약개발은 주요 글로벌 제약사와 바이오텍의 핵심 전략으로 자리 잡고 있다. 미국, 유럽, 일본 등에서는 AI로 후보물질을 설계하고, 가상 임상시험 시뮬레이션을 통해 초기 실패 위험을 줄인 성공 사례들이 속속 나오고 있다. 대표적으로 홍콩과 미국에 본사를 둔 인실리코메디신은 AI 기술을 접목해 단 46일 만에 신약후보물질을 설계하고 효능검증까지 마친 것으로 알려지며 세계 이목을 끌었다.
이번 일련의 국책사업과 컨소시엄 과제들은 세계적 신약 개발 트렌드에 발맞춰 AI를 단순한 보조 도구가 아니라 신약 후보물질 발굴부터 임상 설계, 효율적 개발까지 신약개발 전 과정의 핵심 전략 기술로 확립하려는 움직임으로 풀이된다.
업계 관계자는 "이번 사업을 통해 AI 기반 플랫폼과 실증 사례가 확보되면, 신약개발 초기 단계의 불확실성을 줄이고 임상 성공률을 높이는 데 크게 기여할 것"이라며 "앞으로 제약바이오 산업에서 AI 활용이 한층 가속화될 것으로 기대된다"고 말했다.
