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인공지능 바이오 분야로 가속화AI, 전 분야로 영역 넓히는 중 바이오에 인공지능의 날개를 달다

인공지능의 사용처가 점차 증가하고 있다. 정보통신기술(이하 ICT)의 총아로 불리는 인공지능 기술은 출발선이 ICT였을 뿐, 지금은 순수과학에서부터 응용과학에 이르기까지 전 분야에 걸쳐 영향력을 펼치는 중이다. 약간의 과장을 보태면 현존하는 모든 사업 분야에서 인공지능과의 접목이 이뤄지지 않는 분야가 없을 정도이다. 전 분야에 걸쳐 영역이 넓어지고 있는 바이오에 대해 집중 분석해본다. 


바이오 분야로 가속화 
인공지능의 진출은 순수과학과 법학을 지나 인간의 생명과 밀접한 영향력을 가지는 바이오 분야로도 가속화되고 있다. 인공지능이 이렇듯 파급력을 갖는 이유는 명확하다. 인간의 인지가 따라갈 수 없는 수준의 업무를 수행할 수 있으며, 충분한 리소스가 주어진다면 쉬는 시간도 필요하지 않기 때문이다. 보기에 따라서는 인간을 대체하는 정도가 아니라 인간의 능력을 상회하는 수준으로 업무를 처리하고 있다. 인공지능을 학습하는 방법인 생성적 적대 신경망(Generative adversarial networks:이하 GAN)이 더욱 일반화됨에 따라 비(非)지도학습이 가능해지고, 분류 용도로 사용되던 기존의 기능에서 벗어나 이제는 새로운 문제에 대한 해답을 스스로 내릴 수 있게 된 것이다. 
한국과학기술원의 융합연구정책센터가 지난해 8월 발표한 바에 따르면, 인공지능 헬스케어 시장 규모는 2015년 7,130만 달러에서 2020년 7억 5,470만 달러에 이를 것으로 예상돼 5년간 100배가 넘는 성장세를 기록할 것으로 전망된다. 또한, 국내 인공지능 헬스케어 시장 규모는 2015년 17억 9천만 원에서 2020년 256억 4천만 원에 달할 것으로 전망돼 글로벌 인공지능 헬스케어의 성장세를 능가하는 모습을 보일 것으로 예측된다. 한국과학기술원이 밝힌 인공지능 헬스케어의 장점은 신속하고 정확한 정밀 진단과 치료, 일관성 있는 개인별 맞춤형 질병 예측 및 예방, 시공간의 제약이 없는 측정과 진료 세 가지다. 이런 장점을 바탕으로 진단영상, 헬스케어 정보기술(IT), 의료기기, 의약품 등의 영역에 인공지능 기술이 주로 적용되고 있다. 이를 바이오에 맞게 다시 분류하면 진단, 의약품 개발, 의료보조 분야로 구분할 수 있으며, 인공지능의 확산속도가 예상을 훨씬 상회하는 수준으로 나타나고 있다. 


특히 이번 신종 코로나바이러스(이하 코로나19) 사태를 겪으며 인공지능을 활용해 신종 코로나바이러스 감염증(이하 코로나19) 해당 여부를 판단하고, 확진 여부를 제언하는 형태의 프로그램들이 다양하게 나타났다. 코로나19 감염 진단에는 실시간 유전자 증폭기술이 사용되고 있다. 이 경우 전체가 수행돼 완료되기까지 최소 6시간 가량 소요되는 것으로 알려졌다. 또한, 확진자의 질병 진행 수준은 폐를 촬영한 컴퓨터단층촬영사진(CT)을 기준으로 판단하는데, 영상의학전문의가 직접 판단하기 위해서는 수많은 사진을 비교 분석해야 하기에 약 15분 이상의 시간이 필요한 것으로 알려져 있다. 
이때 인공지능을 활용해 학습을 진행하면 컴퓨터단층촬영사진을 기반으로 코로나19의 확진 여부를 판단할 수 있다. 실제로 중국 원주우의과대학병원 등의 연구진은 폐를 촬영한 컴퓨터단층촬영사진을 가지고 확진 여부를 판단하는 인공지능 기술을 제시했다. 또한, 중국의 알리바바가 개발한 인공지능 기술은 이와 유사하게 컴퓨터단층촬영 사진을 가지고 20초 만에 96% 수준의 정확도로 확진 여부를 판단할 수 있는 기능을 제공하고 있다. 두 번째로 의약품 관련 영역이 있다. 의약품 관련 영역은 이번 코로나19 사태에서 더욱 명확하게 그 사례가 발생하고 있다. 

바이러스는 일반적으로 치료제가 없다고 알려져 있다. 그 이유는 바이러스의 변이가 발생하기 때문인데, 이에 대응하기 위해 바이러스의 단백질 구조를 보다 빠르고 효율적으로 분석하기 위해 인공지능 기술이 다방면으로 활용되고 있다.이 분야는 ICT 분야의 대형 글로벌 기업들이 주로 진출하고 있는데, 구글의 모회사 알파벳의 자회사인 딥마인드(DeepMind)가 분석을 시작했다는 것이 가장 잘 알려진 사례다. 이 외에도 미국의 신약개발 인공지능 기업인 인실리코 메디슨(Insilico Medicine)이 신약 후보 물질을 발굴하고 이에 대한 검증까지 가능한 인공지능 시스템인 젠틀(GENTRL)을 개발한 사례, 동사가 섬유증 등을 치료하기 위해 발굴한 디스코이딘 영역 수용체1(Discoidin domain receptor1:DDR1) 억제제 타깃 물질 6개에 대한 시험 및 검증 프로세스가 단 46일만에 종료된 사례 등이 있다. 

마지막으로 의료보조 분야가 있다. 의료보조는 의료 행위를 보조하는 전 분야를 의미하는데, 국내에서 진행된 네이버 클로바의 음성인식 기술 활용 인공지능 비서 서비스나, 미국 백악관이 도입한 구글의 머신러닝 기술 캐글(Kaggle)을 활용한 자료 분석 등의 사례가 있다. 또한, 팬데믹(Pandemic:세계적 대유행) 현상이 일어날 수 있는지 여부를 판단하기 위해 전염병의 확산 예측을 실시하는 인공지능도 있다. 캐나다의 인공지능 의료 플랫폼 개발 기업인 블루닷(BlueDot)이 개발한 시스템은 세계보건기구(WHO)보다 앞서 코로나19의 확산에 대해 경고했으며, 지난 2016년에는 지카 바이러스의 창궐을 찾아낸 사례도 있다. 개인 맞춤형 서비스를 제공하는 기업도 이 분야로 구분할 수 있다. 미국 센스리(sense.ly)의 경우 퇴원 후 집에서 환자를 도와주는 음성인식 인공지능 기술인 몰리(Molly)를 개발한 바 있으며, 스마트폰으로 환자의 정보를 연결하는 디지털 헬스플랫폼 관련 기술 역시 다양하게 개발되고 있다.
 

K바이오 IPO 사업모델도 ‘무궁무진’
K바이오 관심 급증 기류를 타고 진단, AI(인공지능), 신약개발, 전통 제네릭 영업 등 다양한 사업모델의 헬스케어 기업들이 기업공개(IPO)에 도전하고 있다. 전통적인 제약회사인 한국파마는 8월 10일 코스닥에 상장했다. 한국파마는 정신신경계, 순환기계 등 전문의약품 생산으로 안정적으로 성장하는 제약사다. 개량신약 개발과 위탁생산(CMO)으로 중장기 동력을 찾고 있다. 
8월에 상장한 셀레믹스는 바이오 소재 기술기업이다. 주력제품이 NGS유전자검사에서 시약처럼 사용되는 타깃캡쳐키트(Target Capture Kit)다. 이 키트를 생산하는 국내 업체는 셀레믹스가 유일하다. 웨어러블 인슐린 펌프 업체 이오플로우도 최근 코스닥 상장을 목표로 공모절차에 나섰다. 2011년 설립된 이오플로우는 당뇨병 환자의 혈당 조절에 사용하는 웨어러블 인슐린 펌프 ‘이오패치’를 개발했다. 작년 6월 식품의약품안전처의 시판허가를 획득했다. 

진단 기업의 활약도 눈에 띈다. 피플바이오와 압타머사이언스, 퀀타매트릭스 등이 코스닥 상장예비심사를 통과해 공모절차를 준비 중이다. 피플바이오는 혈액 기반 신경퇴행성 질환 진단 전문 기업이다. 뇌질환과 같이 ‘단백질 변형과 응집으로 발생하는 질병(PMD)’의 진단에 적용되는 멀티머검출시스템(MDS)이라는 독자적인 기술을 확립했다. 압타머사이언스는 바이오 소재 압타머 기술 플랫폼을 활용해 진단키트와 신약을 개발하고 있다. 항암면역치료제 개발 전문 박셀바이오는 전남대 의과대학 및 임상백신연구개발사업단에서 스핀오프 창업한 기업이다. 의사의 진단을 보조하는 의료 AI 솔루션을 개발하는 뷰노도 눈에 띈다. 뷰노는 지난 2018년 국내 1호 인공지능 의료기기인 ‘뷰노메드 본에이지’의 국내 허가를 받으며 주목받았다. 최근에는 안저 영상 판독 솔루션이 국내 1호 혁신의료기기로 지정되기도 했다. 이 밖에 체외진단 전문 프리시젼바이오, 마이크로바이옴 기반 신약개발 회사 고바이오랩, 줄기세포 치료제 개발 기업 에스바이오메딕스, 싱가포르 국적의 항체 치료제 개발 기업 프레스티지바이오파마 등이 코스닥 상장예비심사를 청구해 심사받고 있다. 

코스닥 기술특례 상장을 위한 기술성평가를 통과한 기업 중 네오이뮨텍, 지놈앤컴퍼니, 디앤디파마텍 등은 신약개발 기업이다. 제넥신이 최대주주(지분 25%)로 있는 네오이뮨텍은 미국 국적의 신약개발 회사다. 면역항암제와 코로나19 치료제를 개발 중이다. 코스닥 기술특례 상장을 위한 예비심사를 청구해 본격적인 IPO 절차에 돌입했다. 지놈앤컴퍼니는 지난 2015년 설립된 벤처다. SK바이오팜을 이을 대어로 기대받는 SK바이오사이언스는 백신 개발과 생산을 전문으로 내년 상장이 목표다. 9월 중 코로나19 백신의 인체 임상 개시가 전망된다. 아스트라제네카와 코로나 백신 위탁생산 계약도 맺어, 상용화될 경우 생산을 대신해 준다. 한국콜마의 바이오 자회사 HK이노엔은 지난해 주관사 선정을 마치고 상장 준비를 진행 중인 것으로 알려졌다. HK이노엔의 성장 동력은 CJ헬스케어 시절부터 개발이 진행된 역류질환 치료 신약 케이캡이다.                  

이철영 대기자  lcyfe@sisanewn.co.kr

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