[헬스코리아뉴스 / 이순호] 제약업계가 외부 첨단 기술을 활용해 진화하고 있다. 제약사들이 그동안 쌓은 R&D 능력에 인공지능(AI), 빅데이터 등 디지털 신기술을 접목하면서 신약개발 속도는 물론, 사업 효율성까지 극대화하는 모양새다.

#대웅제약은 최근 신약개발에 즉각 활용할 수 있는 주요 화합물 8억 종의 분자 모델을 전처리를 거쳐 자체 데이터베이스(DB)화하고, 이를 재료로 신약 후보물질을 발굴해 내는 독자적 ‘AI 신약개발 시스템’을 구축했다.

대웅제약이 실제로 구매해 신약개발에 즉각 쓰일 수 있는 8억 종 화합물질(Compound)은 지난 40여 년간 회사가 신약연구를 통해 확보한 화합물질과 현재 신약개발에서 이용할 수 있는 거의 모든 화합물질의 결합체다. 이들 화합물질의 분자 모델 데이터베이스의 명칭은 ‘다비드(DAVID, Daewoong Advanced Virtual Database)’로 정해졌다. 해당 DB를 이용해 골리앗 같은 글로벌 빅파마들와 경쟁하겠다는 대웅제약의 의지가 담겼다.

회사는 이러한 DB를 신약 후보물질 탐색의 첫 단계에 적용할 수 있게 하는 툴인 ‘AIVS(AI based Virtual Screening)’도 개발하고, 이러한 데이터베이스와 ‘AIVS’에 기반한 AI 신약개발 시스템 ‘데이지(DAISY, Daewoong AI System)’를 사내에 오픈했다.

대웅제약에 따르면, 비만과 당뇨질환 치료제 개발을 위해 자체 AI 시스템으로 두 가지 표적 단백질에 동시에 작용하는 ‘활성물질’을 발굴하고 이를 최적화하는 데 단 두 달이 걸렸다. 연구원들이 1년 넘게 고민하던 난제를 AI로 해결한 대표적인 사례다.

AI 시스템을 활용해 암세포 억제 효능을 보이는 활성물질을 발굴하고, 최적화로 특허까지 가능한 ‘선도물질’을 확보하는 데는 단 6개월이 걸렸다. 기존 방식으로 진행했을 경우 최소 1~2년 소요될 프로젝트였다.

이러한 결과를 바탕으로 대웅제약은 앞으로 전임상, 임상, 시판 등 신약개발(Drug Development) 전주기로 AI 활용을 확대할 계획이다.

#한미그룹은 최근 서울 송파구 본사에서 ‘디지털헬스케어 사업추진 TF 발대식’을 열었다. 회사는 예방 및 관리, 진단, 치료 등 영역에서 융합할 수 있는 다층적 디지털헬스케어 비즈니스를 본격적으로 추진한다는 방침이다.

이번 TF에는 한미그룹 임주현 사장(한미사이언스 전략기획실장)을 중심으로, 그룹사 핵심 조직의 수장들이 모두 참여하며 사업 추진에 대한 강한 의지를 내비쳤다. 한미약품 박재현 대표이사, 최인영 R&D센터장(전무), 김나영 신제품개발본부장(전무), 박명희 국내사업본부장(전무), 경대성 전략마케팅팀 상무 등 주요 사업 부문 임직원도 참여해 그룹사 전체를 아우르는 독창적 디지털헬스케어 경쟁력을 강화해 나간다는 구상이다.

한미그룹은 디지털헬스케어 융합을 통해 각 계열사 핵심 사업과의 시너지를 높여 나가고 있다. 한미사이언스는 건강기능식품, 한미약품은 영업·마케팅, R&D와 데이터사이언스, 온라인팜은 키오스크, 디지털팜은 DTx와 CDSS, 제이브이엠은 자동조제기, 그리고 최근 한미사이언스 자회사로 편입한 에비드넷은 마이데이터 등 분야에서 전문성을 녹여내고 있다.

또한, 현재 주력하고 있는 파이프라인과 시너지를 낼 수 있는 DTx, 웰니스 등 다양한 아이템을 검토 중이다. 특히 H.O.P(Hanmi Obesity Pipeline) 프로젝트를 통해 비만 환자의 라이프스타일과 복약 순응도 교정이 가능한 ‘디지털의료기기’ 융합 의약품을 국내 최초로 개발하고 있다.

해당 디지털융합의약품은 비만 영역에서 한미약품이 개발 중인 한국인 맞춤 GLP-1 비만약에페글레나타이드와 디지털의료기기를 융합하는 것이 핵심으로, 효능 극대화 및 안전성 개선 등 시너지 효과가 기대된다.

이 밖에 불면증 등 영역에서도 식품의약품안전처와 주도적 논의를 통해 국내 최초 디지털융합의약품 허가에 도전하고 있다.

#종근당은 국내 제약업계 최초로 ‘메타버스 팩토리구축 사업’을 추진 중이다. 메타버스 팩토리는 인공지능(AI)과 빅데이터, 자동화 시스템을 활용해 실제 공장과 동일한 쌍둥이 공장을 가상 공간에 구축하는 통합 가상 플랫폼이다. 증강현실(AR)과 가상현실(VR), 확장현실(XR) 장비와 메타버스 솔루션을 활용해 공간적 제약 없이 실제 생산현장과 동일한 수준으로 시뮬레이션할 수 있다.

종근당은 지난해 중소벤처기업부와 스마트제조혁신추진단이 진행하는 ‘2023년 메타버스 팩토리 구축 지원사업’에서 국내 제약업계 최초로 메타버스 팩토리 구축 지원기업으로 선정됐다. 회사는 올해 2분기 메타버스 팩토리를 현장에 적용한다는 목표다.

종근당은 이번 사업으로 공정, 설비, 품질관리를 통합한 가상 플랫폼을 구축해 제품의 품질을 개선하고, 1인 다설비 구축으로 생산성 혁신을 추구하겠다는 전략이다.

특히 의약품 제조 및 품질관리 기준(GMP)과 미국 식품의약품(FDA) 인증 등을 위한 핵심 요건 중 하나인 클린룸 관리를 메타버스 공간 안에서 진행하고, 원격 설비제어를 통해 교차 오염을 방지해 제품의 품질 향상에 집중할 방침이다.

또한, 생산 환경에 대한 최적 공정값을 AI로 분석해 메타버스 플랫폼에 구현하고 양방향 제어기술을 활용해 실제 공정에서 발생할 수 있는 문제를 예방한다는 구상이다. 천안공장의 기존 시스템과 상호 연계를 통해 문제해결 방안도 도출할 계획이다.

이 밖에 디지털 분야에서 ‘핫이슈’로 부상한 양자컴퓨팅 기술을 도입하는 회사도 늘어나고 있다. JW중외제약, 한림제약 등이 대표적이다.

양자컴퓨터는 양자역학의 원리를 응용해 연산 속도와 보안을 기존 슈퍼컴퓨터보다 획기적으로 향상시킨 차세대 컴퓨터다. 그동안 풀지 못한 난제들을 해결할 미래 기술로 주목받으면서 암호 해독, 배터리 소재 개발 등은 물론, 신약개발 분야에서도 활용이 늘어나는 추세다.

#JW중외제약은 지난해 말 JW중외제약의 자회사인 C&C신약연구소는 인공지능(AI) 신약개발 기업 미국 크리스탈파이(XtalPi)와 저분자 화합물 치료제 개발을 위한 공동연구 협약을 체결했다.

이번 협약으로 C&C신약연구소는 크리스탈파이의 양자물리학 기반 AI 신약 개발 플랫폼과 자동화 로봇시스템을 활용해 STAT6 단백질 표적 저분자 화합물 치료제 선도물질(리드화합물)을 최적화한다는 목표다.

#한림제약은 지난해 10월 양자컴퓨팅 상용화 솔루션 및 양자인프라 운용 기업인 한국퀀텀컴퓨팅(KQC)과 양자컴퓨팅을 활용해 신약개발 및 후보물질의 발굴하기 위한 공동연구 계약을 체결했다.

양사는 양자컴퓨팅의 최대 이점인 ‘초고성능 연산 기능’을 활용해 신약 후보물질 도출 연구, 천연물 소재 발굴 등 신약개발 부분에 있어 기술, 인력, 인프라를 상호 교류하고 공동연구에 협력하기로 뜻을 모았다.

특히 한림제약은 API Cloud를 통해 IBM Quantum System에 접속, 보유하고 있는 방대한 연구데이터의 최적화 및 양자컴퓨팅을 활용한 분자 시뮬레이션 등 실증연구를 진행할 계획이다.

업계 관계자는 “케미컬 화합물은 역사가 오래된 만큼 이제 새로운 물질을 발굴하기가 어렵고, 바이오 물질은 구조가 복잡해서 신규 물질 개발이 녹록지 않은 상황이다. 여기에 의약품 제조시설의 고도화 요구는 더욱 높아지고 있는 데다 관련 사업 구조도 더욱 세분되고 있다”며 “그만큼 처리해야 하는 정보량이 기하급수적으로 늘어나고 있다는 의미다. 제약사들의 디지털 전환이 빠르게 진행되고 있는 이유”라고 말했다.

이순호 다른기사 보기