[AI신약 임상]② JW중외제약·SK바이오팜, 韓AI신약개발 선봉장

[이데일리 김승권 기자] 국내 제약바이오 업계는 아직은 인공지능(AI) 신약개발 기술 측면에서 미국에 뒤지고 있는 것이 현실이다. 다수 기업이 AI신약개발을 하고 있다지만 내실 있게 투자하는 회사는 많지 않다. AI가 발굴한 후보물질로 임상 2상에 진입한 회사는 한 곳에 불과하다. AI전담 조직을 보유한 회사도 3곳 밖에 없는 상황이다.

AI신약개발 자체 조직 보유한 회사는 단 3곳 뿐

11일 제약바이오업계에 따르면 AI신약개발 관련 전담 조직을 가진 신약개발 회사는 JW중외제약, 대웅, SK바이오팜 등 3곳이다. 작년 기준 AI 신약개발 기업 총 투자액도 6000억원 수준에 그친다. 글로벌 상위 기업 한 곳의 투자액이 수조 원에 이르는 것과 비교하면 격차가 크다. 적절한 데이터 부족, 데이터의 질, 데이터의 일관되지 않은 형식에 따른 활용도 저하 등은 국내 AI신약개발의 성장을 가로막는 걸림돌로 꼽힌다.

그럼에도 국내 제약바이오 기업은 굴지의 글로벌 기업과의 기술 협업 등을 통해 경쟁력 확보에 적극 나서는 추세다. 특히 JW중외제약(001060)은 기존의 빅데이터 기반 약물 탐색 시스템인 ‘주얼리(JWELRY)’와 ‘클로버(CLOVER)’를 통합한 AI 신약개발 통합 플랫폼 ‘제이웨이브(JWave)’를 지난 8월 본격 가동했다. 제이웨이브는 신약 개발 전 주기에 걸쳐 활용 가능한 20여 개의 AI 모델을 보유하고 있다. 여기에 500여 종의 세포주, 오가노이드, 4만여 개의 화학 데이터 등 방대한 데이터를 AI 학습에 활용한다. 이를 통해 신약 후보물질 발굴, 적응증 탐색, 약물 디자인 및 ADMET 예측 등의 과정을 효율화하고 비용과 시간을 절감한다.

AI활용 신약개발 기업 현황 (자료=이데일리DB, 스프링거네이처)

주얼리는 Wnt 신호전달 경로를 표적으로 하는 약물 개발에 특화되어 있으며, 탈모 치료제 ‘JW0061’과 같은 후보물질을 발굴했다. 클로버는 STAT 단백질 조절 약물 연구에 강점을 가지며, 항암제 ‘JW2286’ 등 혁신 신약 후보물질을 개발하는 데 기여했다. 제이웨이브는 이 두 플랫폼을 통합하여 연구 효율성을 높였으며, 공공 클라우드 환경으로 전환해 데이터 분석 속도를 더욱 향상시킬 계획이다. JW중외제약은 또한 오픈 이노베이션 전략을 적극 추진하고 있다.

독일 머크 라이프사이언스, 템퍼스AI 등 글로벌 기업과 협력하며, 국내외 바이오텍과 공동 연구를 확대하고 있다. 예를 들어, 템퍼스AI와의 협업을 통해 암 환자 유래 오가노이드와 임상 데이터를 활용한 항암 신약 개발을 진행 중이다. 이외에도 디어젠, 온코크로스 등과 협력하여 AI 기반 적응증 탐색 및 신약 개발 가능성을 검증하고 있다.

JW중외제약 관계자는 “이러한 AI 기술과 협력 네트워크를 통해 혁신 신약(First-in-Class) 및 다양한 표적 치료제 개발을 가속화하며 글로벌 시장 진출을 목표로 하고 있다”고 설명했다.

SK바이오팜(326030)도 AI 신약개발 플랫폼을 오픈 생태계 형태로 구축하고, 외부 전문가 자문과 파트너 영입을 통해 종합적인 AI 로드맵을 설계하기로 했다. 회사 측은 2018년부터 AI 기반 약물 설계 플랫폼 ‘허블’을 구축해 초기 연구개발에 활용해왔다.

SK바이오팜의 약물 설계 플랫폼은 △약물특성 예측 △화합물 데이터 보관소 △AI 모델 보관소로 구성되며, 기존 약물특성 예측을 넘어 새로운 화합물을 설계하는 시스템에서 경쟁력을 갖췄다. 또한, SK바이오팜은 AI 바이오 스타트업과의 협업을 검토하며, 외부 역량 영입을 지속적으로 모색하고 있다. 이를 위해 신약 개발 AI 전문가 신봉근 박사를 영입하여 AI 로드맵 구축과 디지털 헬스케어 사업을 추진 중이다.

대웅제약(069620) 또한 올해 초 ‘데이지’를 구축하며 업계 최초로 자체 AI 전담조직을 신설했다. 향후 전임상, 임상, 시판 등 신약개발 전주기에 AI 활용을 확대하겠다는 계획이다.

직접 임상 시험 하는 이노보...상장 추진하는 온코크로스·파로스

직접 임상을 하는 바이오텍 중 임상이 가장 빠른 곳은 이노보테라퓨틱스다. LG생명과학(현 LG화학)에서 20년 이상의 경력을 가진 연구진들이 설립한 이노보테라퓨틱스는 면역 질환, 암, 섬유화 질환 등을 중심으로 혁신적인 합성신약 개발에 주력하고 있는 바이오벤처다. 자체 개발한 인공지능 플랫폼 ‘딥제마(DeepZema)’를 활용해 신약 후보물질을 효율적으로 발굴할 수 있다.

특히 이 회사는 흉터 치료제 ‘INV-001’의 임상 2상을 1년 만에 완료하며 주목을 끌었다. 회사 측에 따르면 세계 최초 AI기반 2상 시험 성공이다. INV-001은 위약 대비 24.5%의 흉터 감소 효과를 보였다.

회사는 2020년부터 본격적인 R&D를 시작해 4년 만에 10개 이상의 파이프라인을 구축했다. 대표 파이프라인인 자가면역질환(IBD) 치료제(INV-101)가 미국에서 임상 1상 진행 중에 있고 섬유화 질환, 항암제 등 다양한 영역에서의 임상 진입이 전망된다. 또한 리가켐바이오와의 협력을 통해 항체약물접합체(ADC) 분야로 사업 영역을 확대하고 있는 상황이다.

박희동 이노보테라퓨틱스 대표는 “AI신약개발 회사가 수익을 내기 힘들다고 하지만 여전히 생성형AI를 활용해 빠른 신약개발 임상 결과를 내는 것이 가능하다”며 “당사는 인실리코메디슨보다 빠르게 임상2상에 성공한 세계 최초의 회사”라고 설명했다.

JW중외제약 자회사 C&C신약연구소 연구원이 제이웨이브 플랫폼을 통해 AI 기반 신약 개발을 진행하고 있다.(사진=JW중외제약)

온코크로스의 경우 연말 코스닥 상장을 목표로 증권신고서를 제출했다. 이 회사는 자체 개발한 AI 플랫폼 ‘랩터 AI(RAPTOR AI)’를 통해 임상 단계 약물의 최적 적응증을 스크리닝하는 기술을 보유했다. 대웅제약, 동화약품, 보령, JW중외제약 등 국내 대형 제약사와 협력하고 있고 4P파마, 알파몰 사이언스 등 해외 제약사와 공동연구개발도 진행하고 있다.

온코크로스는 현재 구체적인 임상 단계 파이프라인에 대한 정보를 공개하지 않았으나, AI 플랫폼을 통한 적응증 확장 연구에 주력하고 있는 것으로 파악된다.

파로스아이바이오도 다수의 임상을 진행하고 있다. 파이프라인을 살펴보면 PHI-101 (급성골수성백혈병 및 재발성 난소암 치료제)가 다국적 임상 1상을 진행 중이다. PHI-201 (KRAS 표적항암제)의 경우 유한양행과 공동연구 및 기술이전 계약 체결 후 임상 초기 단계다. PHI-501 (악성흑색종, 난치성 대장암, 삼중음성 유방암 치료제)의 경우 미국 식품의약국(FDA) 희귀의약품에 지정되기도 했다.

파로스아이바이오 관계자는 “자체 AI 플랫폼 ‘케미버스’를 활용해 희귀난치성 질환 치료제 개발에 집중하고 있으며, 특히 PHI-101의 임상 진행에 주력하고 있다”고 설명했다.