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필자는 제약회사에서 신약의 연구개발에 기여하고 있는 의학부에서 일을 하고 있는데 어렸을 때의 기억과 전혀 다른 현대의 신약개발과정을 보면 많은 선배 과학자/의학자들의 노력에 경의를 표하지 않을 수 없다. 현대의 신약개발과정은 이전의 많은 실수와 성공을 거쳐 정교화 되고 조직화 되었으며 이제는 더 나아가서 Artificial Intelligence(AI)로 대표되는 소위 4차 산업혁명의 총아 중의 하나로 여겨지고 있다.

4차 산업혁명을 간단히 이야기 해 보면 지난 세기 중반부터 시작되었던 Digital Innovation에 바탕을 두고 있으며, 이는 물리학적, 생물학적, 그리고 Digital 적인 융합을 통한 기술 혁신에 의한 산업의 발전으로 짧게 정의 될 수 있겠다. 역사상 인류가 이렇게 빠른 기술적인 진보를 보인 적은 없었으며 이는 모든 산업에서 자기 파괴적인 개혁을 보이고 있는데 이는 단순히 산업만이 아니라 이러한 변화에 수반되는 사회, 경제, 정치적인 변모도 같이 보이고 있다.

흔히 신약개발에 “1조원의 비용이 필요하다”라는 표현을 많이 하는데, 2010 초반의 자료이기는 하지만 글로벌제약회사의 일정기간의 연구비를 그 일정기간에 규제기관의 승인을 받은 약물의 숫자로 나누어 본 연구가 있었다. 이에 따르면 회사에 따라 많게는 약물 하나당 개발 비용이 7조원에서 적게는 3조원까지 라는 결과가 나온 적이 있었다. 1조원이라는 것은 성공한 약물의 하나의 개발비이지 실패한 수많은 약물의 개발비까지 고려하면 신약 하나의 개발비는 1조원을 훌쩍 넘는 천문학적인 숫자라고 하겠다. AI를 이용한 신약개발은 이러한 비용과 시간을 절감하고 개개의 환자에게 최적의 신약을 제공하기 위한 노력으로 부터 시작되었는데 필자가 재직하고 있는 회사의 사례를 몇 가지 들어서 이야기하려고 한다. 

유전자의 이상으로 발병하는 질환에 대하여 이상 유전자의 구조와 위치, 이를 제어할 수 있는 적절한 물질과의 상관관계를 AI를 통한 simulation을 통하여 확인하고자 노력하고 있으며 이러한 simulation 은 compound screening 과정의 길고 어려운 과정을 줄여줄 수 있는 효과적인 tool로 생각되어지고 있다. MIT, IBM 그리고 많은 venture startup 들과 질병을 야기하는 gene들과 이것에 대한 biomarker들에 대한 연구, 그리고 체내의 target site와 후보물질 간의 affinity에 대한 simulation등을 진행하고 있다.

하지만 아직까지는 기초적인 단계이며 과학연구에서 항상 그런 것처럼 많은 실패와 이에 따른 새로운 도전이 필요한 상태이다. 일례로 2016년 IBM Watson과의 협업은 IBM이 Watson을 통한 신약개발의 중단을 선언한 상태로 도전에 항상 성공만이 있지 않다는 현실을 일깨워 준다. 

AI를 통한 개발이외에도 4차 산업혁명의 중요한 요소중의 하나는 여러가지 다른 주체들의 협업을 꼽을 수 있겠는데 제약업계에서도 역시 Open Innovation을 통한 다양한 연구 주체 들과의 협업을 추구하고 있다. Open Innovation은 단순히 물질이나 기술을 외부에서 사오는 것에 국한하지 않고 특정 목적을 위한 지식의 유출과 유입을 통하여 내부적인 혁신을 가속화하며 이를 바탕으로 새로운 외부적인 새로운 혁신을 만들어 내는 것으로 정의할 수 있겠다.

Nature Reviews Drug Discovery에 의하면 신약개발시 Global 제약회사의 자체 물질과 기술로 개발되는 경우가 58%, Academia의 경우가 24%, Biotechnology Company의 기여가 18%로 이야기하고 있으며 이 자료 역시 2010년대 초반 자료로 현재는 Academia나 Bio-venture Tech의 비율이 더 높아 졌을 것으로 생각해 볼 수 있다.

화이자에서는 큰 제약회사의 인수합병을 통한 신약 Pipelines의 확보 보다는 Academia와 Biotechnology Company와의 다양한 협업을 통하여 가지고 있는 pipelines의 빈 부분을 채우는 전략을 추구하고 있으며 이는 신약 개발 뿐이 아니라 Academia와 Biotechnology Company의 연구 효율성을 인정하고 이들을 지원함에 따라 과학기술의 발전에도 기여할 수 있는 두가지 목적으로 시행되고 있다.

회사내의 대표적인 조직으로 External science and Innovation(ES&I)라는 조직이 있으며 이 조직은 적절한 물질 및 연구 기술의 발견, 지원 그리고 협력연구를 목표로 하고 있으며 개별 project의 지원을 떠나서 특정 대학이나 회사와의 통합적이고 지속적인 연구 협력도 추구하고 있다. 한국에서의 예를 들어보면 특정 질환에 대해서 임상가인 대학병원의 의사들과 화이자의 기초 연구자들의 정기적인 연구 성과 교환 모임이 진행 중인데 일년에 1~2번의 face to face 미팅 만이 아니라 주 단위 또는 월 단위로 teleconference를 진행하여 각자의 연구 성과를 발표하고 서로의 궁금증과 향후 연구에 대한 의논을 하고 있다.

이는 Academia와 Biotechnology Company의 아이디어를 화이자가 받아들이는 것 뿐이 아니라 화이자가 가지고 있는 앞선 연구개발의 경험과 지식을 이들과 공유 하는 있는 것으로 누구 하나에게만 도움이 되는 것이 아니라 모두에게 이익을 줄 수 있으며 또 협업하고 있는 모든 주체가 함께 노력하여 환자를 위한 신약 개발을 더욱 앞당기도록 하는 것이다.

화이자는 사회의 책임 있는 구성원으로 기업이 추구하는 ‘혁신의 가치’와 R&D리더십으로 인류의 건강 증진과 환자에게 더 나은 삶을 제공하기 위하여 노력하고 있다. 

제공 : 재단법인 미래의학연구재단( http://medicalinnovation.or.kr/)