[AWC 2022 in Seoul] "AI로 경도인지장애와 고형 종양에 침투할 수 있는 저분자 치료제 개발"

4차 산업혁명 시대인 현재, 인공지능(AI)과 메타버스 관련 산업이 주목받고 있다. 이에 메타버스와 결합한 산업이 각 분야에서 떠오르며 이와 관련한 행사가 열렸다.

정보통신산업진흥원(NIPA), 디지틀조선일보, 더에이아이(THE AI)는 12일 판교 메타버스허브에서 메타버스와 헬스케어가 결합한 '메타헬스, 미래 헬스케어를 말하다'를 주제로 'AWC 2022 in Seoul' 컨퍼런스를 개최했다.

컨퍼런스는 1부 '현재 헬스케어 및 트렌드'와 2부 '의료산업의 미래, 메타헬스'로 나눠 진행했다. 각 세션은 글로벌 전문가를 초청해 코로나19 이후 뉴 노멀(New Normal) 시대 글로벌 헬스케어의 변화와 미래를 전망했다. 특히 2부에서는 이준영 이모코그 대표(보라매병원 교수), 한남식 영국 케임브리지대학교 밀너연구소 인공지능연구센터장, 김한돌 캐나다 Variational AI 대표, 파라나 나쿠다 미국 헬스 캐털리스트(Health Catalyst) 아태지역 수석부사장이 신약 개발에 대해 발표해 눈길을 끌었다.

먼저 이준영 이모코그 대표(보라매병원 교수)는 디지털 치료제(DTx)에 대해 소개했다. 이 치료제는 질병 치료 기능을 제공하는 소프트웨어를 말한다. 당뇨병 등 행동이나 습관 변화가 중요한 만성질환 관련 분야 위주로 영역을 넓혀가고 있다.

이모코그는 경도인지장애 환자를 대상으로 하는 의사 처방 기반 디지털 치료제 '코그테라'를 개발 중이다. 코그테라는 알츠하이머 치매, 파킨슨병, 우울증 등 다양한 적응증에 적용할 수 있는 점이 특징이다. 스마트폰 앱으로 뇌에서 기억 전략과 관련된 영역을 활성화해 장기 기억 증진에 도움을 준다. 경도인지장애는 '치매로 가는 문턱'이다. 경도인지장애 환자 중 치매로 진행되는 경우가 많다. 건강보험심사평가원에 따르면 2019년 27만여명이 경도인지장애로, 80만명이 치매로 진료를 받았다고 밝혔다.

코그테라 외에도 치매 진단 프로그램 '코그스크린', 디지털 신경심리검사 '코그노시스' 등도 상업화를 목표로 하고 있다.

이준영 대표는 "어떤 사람은 치매 병리가 쌓여도 증상이 안 나타나고, 또 어떤 사람은 아주 조금만 쌓여도 증상이 보인다"며, "그 차이는 우리 뇌 속 인지보유고(cognitive reserve)에 여유 공간이 얼마나 있냐로 결정한다"고 말했다.

또 이어 "기억력 훈련을 통해 인지보유고를 늘리면 치매 증상이 나타나는 진행을 늦출 수 있다"고 강조했다.

한남식 케임브리지대학교 밀너연구소 인공지능연구센터장은 AI 신약 개발을 위해 설립된 밀너연구소 소개와 함께 코로나19 바이러스의 단백체 연구 데이터를 기반으로 네트워크 분석과 AI를 활용해 코로나19 약물을 재창출하고 후보 약물을 발굴하는 과정을 소개했다. 특히 바이러스 감염 후 시간의 경과에 따른 변화를 같이 고려했다는 점이 특징이다.

김한돌 Variational AI CEO는 제너레이티브(Generative) AI를 통한 신약 개발의 경제성 재정의에 대해 소개했다. 기존의 저분자 전산 약물 개발 플랫폼은 무차별적인 가상 스크리닝(screening: 선별)과 매우 비싸고 느린 분자 역학 시뮬레이션에 의존했다. 지난 10여 년 동안의 엄청난 개선에도 불구하고, 이러한 방법은 신약 탐험가들이 이미 알려진 화학물질을 뛰어넘는 물질을 발견하기 힘들었다. 심지어 다른 AI 기반 신약 개발 플랫폼조차도 기존의 신약 개발 플랫폼에서 사용되는 현재의 방법을 강화하거나 확대하기만 할 뿐이었다.

김한돌 CEO는 "Enki라고 부르는 우리의 AI 플랫폼은 생성하며 개발하는 제너레이티브 방식이면서도 기존과는 차별적인 머신 러닝 방법이 사용된다"며, "이는 대부분의 신약 개발 회사의 AI가 사용하는 방식"이라고 말했다.

또 이어 "Enki는 화학적 공간의 미개척 영역에서 약물과 유사한 특성을 가질 것으로 예상되는 새로운 분자를 발견할 수 있다"며, "동시에 다중 매개변수 최적화(MPO: Multiparameter Optimization)를 수행해 특성 최적화를 직렬이 아닌 병렬 수행 속도로 최적화에 가까운 가속이 가능하다"고 덧붙였다.

Variational AI는 현재 키나아제(kinase: 효소의 일종)로 알려진 약물 표적 부류에 초점을 맞추고 있다. 약 518개의 키나아제가 있으며 대부분은 '연구되지 않은(dark)' 상태이지만, 생물학적으로 검증된 암의 고형 종양과 관련된 많은 키나아제가 확인됐다. Variational AI는 Enki를 사용해 생물학적으로 선택성을 가지면서도 고형 종양에 침투할 수 있는 저분자 치료제를 개발하고 있다.

파라나 나쿠다 헬스 캐털리스트 아태지역 수석부사장은 데이터 기반으로 결과를 개선하는 헬스 캐털리스트 소개와 함께 애널리틱스와 AI를 사용해 놀라운 개선과 결과를 얻은 병원들의 사례를 소개했다.

초창기 고객사인 얼라이나 헬스(Allina Health)는 환자 안전 개선을 요청했다. 병원이 해결하고자 한 문제점은 중증 패혈증과 패혈쇼크 환자 수를 줄이고, 환자들에게 처방되는 마약성 진통제 사용을 줄이는 것이었다.

파라나 나쿠다 수석부사장은 "애널리틱스와 AI를 쓴 결과, 임상 및 재무 영역에서 수 100만 달러의 패혈증 비용을 절감했고, 중증 패혈증과 패혈증 사망률을 30% 감소했다"며, "마약성 진통제 처방 역시 약 200만 건을 감소시켰다"고 말했다.