"AI신약개발, 벽 허문 K멜로디"…융합연구 허브 된 '이곳'

제약바이오협회 AI신약융합연구원, 디지털 융합연구

'K-멜로디' 수주로 민감데이터 보호·예측모델 개발중

AI 활용하면 신약 개발 시간 단축하고 성공률 높여

전통 방식의 임상 1상 성공률 55~65%…AI, 80~90%

[서울=뉴시스] 한국제약바이오협회 전경 (사진=한국제약바이오협회 제공) 2025.08.08. [email protected] *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]송연주 기자 = 인공지능(AI) 기술이 신약 개발의 성공률을 높이는 핵심으로 떠오르면서, AI 신약 개발 생태계를 활성화하는 '융합연구 허브' 역할이 중요해졌다. 한국제약바이오협회 산하 AI신약융합연구원은 제약업계에서 '디지털 융합 연구 허브' 기능을 수행하고 있다.

14일 관련업계에 따르면 AI 기술은 신약 개발 과정의 속도와 성공률을 혁신적으로 높이며 제약바이오 산업 지형을 바꾸고 있다.

전통적인 신약 개발은 긴 개발 기간과 낮은 성공률의 한계를 갖고 있다. 통상 13~15년, 25억 달러(약 3조4000억원)의 비용이 소요되지만 임상 1상 단계 후보물질의 성공률은 10% 미만에 그친다.

AI를 활용하면 초기 탐색, 타깃 분석, 분자 설계 등의 시간을 단축할 수 있다. 최근 한국보건산업진흥원에서 발간한 보고서를 보면, 임상시험에서 데이터와 예측 모델을 활용하면 환자 모집 속도도 최대 2배 빨라질 수 있다. 연구 성공률도 높인다. 전통적 방식의 신약 후보물질 임상 1상 성공률은 55~65%인 반면, AI 기반 신약 물질은 80~90%를 기록했다.

이에 따라 AI 신약 개발 글로벌 임상시험 진행 약물은 지난 2020년 17건에서 2023년 67건으로 늘었다. AI 신약 개발 글로벌 시장 규모도 2023년 9억270만 달러(약 1조2400억원)에서 2028년 48억9360만 달러(약 6조7400억원)로 성장할 것으로 전망된다.

현재 화이자, 로슈, 아스트라제네카, 머크, 사노피 등 유력한 글로벌 제약사들이 관련 투자를 확대 중이다. 국내에선 대웅제약, JW중외제약, 한미약품, 유한양행 등이 자체 AI 플랫폼을 개발하거나 AI 신약 개발 기업과 협업해 연구 중이다. 제약바이오 기업의 40~50%가 AI 혜택을 받고 있으며, 3분의 2는 투자를 확대할 계획이란 아이큐비아의 조사 결과도 있다.

이런 가운데 한국제약바이오협회 AI신약융합연구원의 '디지털 융합 연구 허브' 기능은 더 중요해졌다.

지난해 출범한 AI신약융합연구원의 시작은 지난 2019년 개소한 AI신약개발지원센터다. AI 바람에 맞춰 작년 확대 개편하며 AI신약융합연구원으로 격상됐다.

연구원은 디지털 융합연구를 공동으로 기획·수행하는 연구 허브다. 국내 제약바이오기업, 대학·병원·연구원 등에 종사하는 80여명 전문가의 의견을 수렴하고 소통을 이끌며 허브 역할을 한다. AI 신약 개발 관련한 ▲자문위원회 ▲전문위원회 ▲협의회 등을 운영 중이다.

AI 인재 양성, 네트워킹을 비롯해 지능형 자율 시스템·데이터 활용 연구 등 산업계 혁신기술 도입을 위한 연구과제를 기획한다.

특히 협회의 'K-멜로디'(연합학습 기반 신약 개발 가속화 프로젝트·K-MELLODDY) 사업 수주 성공은 연구원 활동이 기반이 됐다. K-멜로디사업은 2024년 7월부터 2028년 12월까지 5년간 진행되는 보건복지부와 과학기술정보통신부의 R&D 사업이다. 각 기관이 보유한 민감한 데이터를 직접 공유하지 않고도 AI 학습이 가능한 '연합학습 기술'을 활용해 ADMET 예측 모델 FAM(Federated ADMET Model)을 개발하는 것이 핵심 목표다.

AI 신약 개발에 필수적인 바이오 데이터는 확보하기 어렵고 개인정보 등 민감한 정보가 많다. 하지만 바이오 데이터 활용 선진국이 돼야 세계적 흐름에 부합할 수 있으며, 이를 위해 연합학습 AI 기술 도입은 필수 과제가 됐다. 연합학습이란 여러 기관이 보유한 데이터의 직접 공유 없이 AI 모델 파라미터(가중치)만 공유하는 방식이다. 민감한 정보의 '보호'와 '활용'이 동시 가능해진다.

K-멜로디 세부 과제 간 유기적인 협력을 통해 민감정보 보호와 고도화된 예측 모델 개발을 동시 추진 중이다.

더 나아가 넥스트 스텝으로 산업계 실질적 도움이 되는 과제도 발굴·추진하고 있다.

AI신약융합연구원 관계자는 "AI는 신약 개발 산업의 패러다임을 바꾸는 핵심 기술"이라며 "AI신약융합연구원은 앞으로도 제약바이오 산업계가 이 변화의 흐름에 효과적으로 대응할 수 있도록 기술, 인재, 네트워크의 허브 역할을 지속 강화할 것"이라고 말했다.


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