[메디게이트뉴스 임솔 기자] GC녹십자가 AI & 데이터 사이언스(AI & Data Science, AID)센터를 중심으로 인공지능(AI)과 빅데이터를 R&D부문 전 영역에 확산시키고 있다. 최봉규 AID센터장은 전 GC녹십자 RED(Research & Early Development) 본부장의 소개를 비롯해 신약개발에 기여하고 싶다는 일념으로 19년간 몸담았던 미국을 떠나 5년 전 한국으로 오게 됐다.

그렇게 최봉규 센터장이 2020년 GC녹십자에 합류해 회사 내에 데이터사이언스 팀을 처음으로 만들었다. 2024년에는 팀이 데이터사이언스 센터로 승격됐고, 그는 GC녹십자 최초의 연구위원으로 선임됐다. 올해 8월에는 인공지능 업무도 포괄하는 AID센터가 됐다. 

AID센터는 그동안 보건의료 빅데이터 분석을 통해 녹십자 제품의 가치를 확대하고 허가에 필요한 과학적 근거를 마련하는 일을 했다. 두 번째는 혈우병 환자를 위한 왑스헤모(WAPPS-HEMO)와 같은 디지털 솔루션을 출시했고, 세 번째는 데이터 사이언스나 사내 역량 강화를 위해 나서왔다. 

최 센터장은 "GC녹십자 AID센터는 혈우병 환자들과 의료진에 도움 될 수 있는 디지털 솔루션을 개발해 공급해드리고자 한다. 의료진과 환자에게 도움 될 뿐만 아니라 지난 30여 년간 혈우병 치료를 위해 노력해온 GC녹십자에게도 의미 있는 일이다. 모두가 좋은 일인 만큼 기쁜 마음으로 최선을 다해 참여하겠다"고 포부를 밝혔다.  

최 센터장은 서울대 약학대학과 보건대학원을 졸업하고 미국 매사추세츠 대학교(University of Massachusetts)에서 역학 및 보건정보학 박사 학위를 받았다.  졸업 후에는 미국 캘리포니아대학교(University of California)에서 의과대학 및 보건대학원 조교수로 10년간 재직하며 데이터사이언스 연구를 해왔다.

다음은 최 센터장과 일문일답. 
 
AI+데이터 사이언스 'AID센터' ①제품의 과학적 근거 ②환자 중심 디지털 솔루션 ③사내 역량 강화 

ㅡAID센터가 2020년 설립 이후 지난 5년간 가장 크게 달성했다고 평가하는 커다란 줄기는 무엇이며, 가장 중점적으로 해왔던 것은 무엇인가.

크게 3가지 정도 축으로 일을 했다. 첫 번째는 보건의료 빅데이터 분석을 통해 GC녹십자 제품의 가치를 확대하고 허가에 필요한 과학적 근거를 마련해왔다. 두 번째는 왑스헤모(WAPPS-HEMO)와 같은 디지털 솔루션을 출시했고, 세 번째는 사내 데이터 사이언스 역량 강화를 위해 나서왔다.

우선 GC녹십자는 세계에서 두번째로 수두백신을 만든 회사다. 1993년도에 수두백신을 출시해서 생산하고 있던 중 2016년에 학계 연구자들의 효능에 대한 문제제기가 있었다. 30여 년간 축적된 임상·역학 데이터를 바탕으로 MAV/06균주 기반의 수두백신 배리셀라주의 면역원성, 안전성, 효능에 대한 과학적 근거를 정리한 리뷰 논문 등을 지속적으로 발표했다. 결국 수두백신의 국제적 효능을 입증해 올해 12월 'MAV/06'이 WHO의 권위 있는 지침 문서(WHO Position Paper)에 등재됐다.

디지털 솔루션은 2022년 왑스-헤모 버전1을 국내에서 출시한데 이어 2024년에 버전2를 출시했다. 왑스-헤모는 혈우병 환자들의 치료제에 대한 집단 약물동력학(Population Pharmacokinetics, Pop-PK) 모델과 소수의 개별 환자의 PK 수치를 바탕으로 머신러닝 기법을 이용해 개별환자 특이적 PK 프로파일을 의료진들에게 제공해주는 플랫폼이다. 현재는 혈우병 환자들의 관절병증 예측하는 디지털 솔루션 개발 연구를 시작하고 있다.

이밖에도 데이터 사이언스에 대해 기초통계, 약물 역학, 설계기반 품질고도화(Quality by Design, QbD)에 대한 사내 교육과 자문을 하고 있다. 최근에는 데이터사이언스 뉴스레터도 발간하고 있고 회사 내에서 인공지능(Artificial Intelligence, AI) 문해력을 높이기 위한 다양한 활동을 하고 있다.
 
ㅡ앞서 나온대로 GC녹십자는 혈우병 환자의 개인 맞춤 치료를 돕는 소프트웨어 ‘왑스-헤모를 출시했다. 왑스-헤모를 이용하면, GC녹십자의 혈우병 치료제인 ‘그린모노’와 ‘그린진에프’를 처방하는 의료진이 환자 특이적 PK 프로파일을 예측해 적절한 투여 용량과 간격을 결정하는데 도움을 받을 수 있다. 환자는 모바일 애플리케이션을 통해 자신의 혈중 응고인자 수치를 수시로 확인해 자신의 생활 패턴에 맞춘 맞춤형 치료를 받을 수 있다. 실제 의료진 피드백과 환자 치료에서의 활용 수준은 어떤가. 

왑스헤모(WAPPS-Hemo, Web-Accessible Population Pharmacokinetic Service - Hemophilia)는 캐나다 대학 연구진을 중심으로 한 비영리 단체의 혈우병 환자 개인 맞춤 PK 프로파일을 계산·지원하는 웹 기반 서비스다. 
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혈우병은 X염색체에 있는 유전자의 선천성, 유전성 돌연변이로 혈액 내 응고인자(피를 굳게 하는 물질)가 부족해 발생하는 출혈성 질환이다. 환자들마다 약물이 반응하고 사라지는 속도(반감기)가 다르기 마련이다. 의사가 환자의 혈액에서 샘플을 추출한 다음 왑스헤모에 의뢰하면 환자의 PK 프로파일을 알 수 있다. 이를 참고해 의사가 개별 환자마다 치료제의 용량과 용법을 정하고 환자가 동의할 경우 별도 앱을 통해 환자는 실시간으로 예측된 농도를 확인할 수 있다.

GC녹십자는 그린모노와 그린진에프의 임상 및 실사용 PK 데이터를 이용해 제품 특이적 Pop-PK 모델을 개발했고 이를 왑스헤모에 탑재했다. 또한 왑스헤모의 웹사이트와 매뉴얼에 대한 한글판을 만들어 2022년 처음 국내에 출시했으며 의료진 대상 심포지움도 진행했다.

이때부터 국내 혈우병 환자들이 실제적으로 왑스헤모를 이용하게 됐고, 보다 정확한 개인맞춤형 정밀 치료가 가능해졌다. 왑스-헤모를 이용하면 GC녹십자의 혈우병 치료제인 그린모노와 그린진에프를 처방하는 의료진이 환자 특이적 PK 프로파일을 예측해 적절한 투여 용량과 간격을 결정하는데 도움을 받을 수 있다.

특히 이전 건강보험 급여 기준은 A형 혈우병 치료제 1회 용량 20~25 IU/kg에서 중등도 이상 출혈 시 최대 30 IU/kg까지만 인정됐다. 허가된 용량이자 임상적으로 권고되는 20~40 IU/kg 예방요법과 괴리가 있었던 것이다. 혈우병 관련 학회가 지속적으로 건의한 결과, 2023년 하반기부터 PK 검사 결과 투여 후 48시간, 반감기연장제제의 경우, 72시간 시점에서 최저 응고인자 활성도가 1% 미만이면 허가 범위 내에서 기존 급여 용량보다 더 증량 가능하게 개선됐다.

그 결과 PK검사 기반 개인 맞춤 치료가 의료 현장에서 더욱 확대됐고 2024년에는 그린모노와 그린진에프의 국내 사용 환자들의 PK 데이터가 이전 대비 4배 정도 더 쌓이게 됐다. 이를 바탕으로 작년에 예측력이 더 향상된 왑스-헤모 버전2, Pop-PK 모델을 왑스헤모에 탑재할 수 있었다. 

특히 다른 글로벌 회사의 솔루션에 대비해 GC녹십자가 출시한 왑스헤모의 장점은 국내 환자데이터를 사용했다는 것이다. 국내 환자와 일부 중국인 환자 데이터로 모델링을 하다 보니, 국내 환자들에게 보다 정확한 개인 맞춤형 치료가 가능하다. 또한 최근에는 소아와 노인층의 실사용 PK 데이터를 다수 보강해 모델의 예측력을 높인 것도 큰 장점이다.
 
혈우병 환자 개인 맞춤형 치료를 위한 '왑스-헤모', 정확한 용법 계산과 관절병증 예측까지 

ㅡ왑스-헤모의 혈중 응고인자 수치 모니터링 기능은 향후 어떤 방향으로 진화할 예정인가. 또한 해외 혈우병 시장에서도 확장될 가능성이 있는지, 글로벌 적용을 위한 과제는 무엇일까.

그린진에프는 현재 중국에서 사용되고 있고, 그린진에프 Pop-PK 모델링 과정에서 한국인과 중국인이 크게 다르지 않게 나와서 중국에서 왑스-헤모가 확장 가능하다. 다른 나라로도 진출을 시도하고 있기 때문에 실사용권이나 허가권이 확대되면 글로벌 진출이 가능할 것이다. 디지털 솔루션이 부족한 동남아나 개도국 등에서 개발되면 특히 도움이 될 것이다.

또한 의료진이 왑스헤모의 시뮬레이션 (Clinical Calculator) 기능을 활용해 환자의 요구에 맞는 개인맞춤 치료를 더 활성화시킬 수 있다. 시뮬레이션을 할 수 있기 때문이다.

세계혈우연맹 가이드라인을 보면 혈액 응고인자 활성도가 정상치의 1~3%의 중등증 혈우병 환자들 중에서도 출혈이 계속되고 관절이 손상되고 있다. 일부 국가에서는 환자의 삶의 질 향상을 위해 지속적인 예방 요법을 통해 혈액 응고인자 활성도를 1%에서 3% 이상으로 유지하도록 권장하기도 한다. 이때 시뮬레이션을 통해 현재 관리기준인 1%를 조정할 경우 약물의 용법과 용량이 어떻게 달라질 수 있는지 시뮬레이션해 볼 수 있다.
 
ㅡ지난 11월 6일 한국혈우재단 및 서울대 약학대학과 함께 ‘혈우병 환자의 관절병증 예측 모델’ 개발에 착수했다고 발표했다. 이 모델은 후속으로 어떻게 개발되나. 임상 현장에서 어떤 구체적 의사결정에 도움을 줄 수 있을까. 

혈우병 환자는 혈액응고인자가 부족해 작은 충격에도 관절 내 출혈이 잦다. 이러한 출혈이 반복되면 만성 관절 손상으로 이어지며, 골다공증, 골극 증식, 섬유성 구축 등으로 운동성이 심각하게 제한된다. 이에 세계혈우연맹(WFH)과 유럽 혈우병 치료 표준화 위원회(EHTSB)는 관절 건강을 주기적으로 모니터링할 것을 권고하고 있다.

관절 건강 모니터링을 간편하게 하는 방법으로 연간 1회 정도 환자의 관절상태를 확인할 수 있는 엑스레이 촬영이 있다. 국내 혈우병 중증 환자의 70%가 관절병증을 앓고 있고 유지요법을 하면 관절병증을 예방하고 있다는 연구결과가 나와있다. 세계적으로 네덜란드의 경우 유지요법으로 치료를 받고 있는 비율이 이미 1990년대에 80%를 넘었는데, 국내도 많이 높아졌지만 유지요법 실시율이 아직 70%선이다. 혈우병 유지요법은 부족한 응고인자 제제를 정기적으로 주 2~3회 자가 주사로 출혈을 예방하고 관절 손상을 막아 삶의 질을 높이는 것이 핵심이다.

관절병증 예측 모델을 통해 국내에서도 유지요법 실시율을 최소 80%까지 끌어올리는 것이 목표다. 20년 넘게 쌓인 국내 의료기관 혈우병 환자 데이터를 토대로 머신러닝 기법을 통해 관절 손상 예측모델을 개발하고, 환자들의 관절 영상자료에 기초한 관절손상측정을 딥러닝 AI 기법을 이용해 자동화하고 이를 한 곳에 담아 디지털 의료기기 형태의 솔루션으로 개발할 계획이다. 이런 혈우병 환자 관절병증 예측 디지털 솔루션은 전세계 어디에도 없어서 성공적으로 개발된다면 세계 최초가 될 것으로 기대한다. 의사나 환자들에게 혈우병 환자를 위한 관절건강에 대한 중요성을 인지시키고 유지요법의 동기부여가 될 것이다.

AI를 활용한 정밀의료에 한걸음 더, 환자와 의료진을 위한 다양한 디지털 솔루션 개발 목표 
 
ㅡGC녹십자가 AI를 이용한 정밀의료에 더 가까이 가고 있는데 강점과 지향점은 무엇인가.

GC녹십자는 고(故) 허영섭 선대회장 시절인 1991년부터 한국혈우재단을 설립하고 혈우병 치료제를 개발하면서 국내 혈우병 환자들의 치료와 관리에 도움이 되고자 매진해왔다. 그간 혈우병 치료제 개발을 위해 연구해왔던 축적된 데이터가 하나의 강점이라고 생각한다. 또한 오랫동안 혈우병 환자들을 위해 같이 해온 의료기관과 환우회와의 관계도 큰 강점이다. 마지막으로 쌓인 데이터를 환자를 위한 디지털 솔루션 개발로 연결시키고 의료 현장에서 활발히 사용될 수 있도록 빠르게 현실화시키는 AID센터의 능력도 강점이다.
 
이미 세계적인 제약회사들은 치료제만 개발, 출시하는 것이 아니라 의사와 환자에게 치료 만족도에 도움을 주는 디지털 솔루션을 선보이고 있다. 이 같은 추세에 발맞춰 AID센터가 다양한 디지털 솔루션 연구개발에도 나서겠다. 
 
ㅡ최근 HR실과 협력, ‘AI 지대넓얕(지적인 대화를 위한 넓고 얕은 지식)’ 교육을 통해 연구개발 전 주기에 적용되는 AI 기술과 원리를 쉽게 제공하고 있다고 했다. 회사 내부에서 AI 적용이 가장 빠르게 늘고 있는 영역은 어디이고, 또 가장 필요로 하는 곳은 R&D, 마케팅, 영업, 품질관리 등 어디인가. 
 
올해 처음 R&D 연구원들을 위해 'AI 지적 대화를 위한 넓고 얕은 지식(지대넓얕)'이라는 세미나를 시작했다. R&D 연구원들의 AI에 대한 문해력을 빠르게 높여야겠다고 생각했다. 사내외 인사를 초빙해 R&D 전주기에 적용되고 있는 AI 기술들은 무엇인지, 작동원리는 어떻게 되는지, 어떻게 활용하는지에 대해 쉽게 설명을 듣고 질문을 할 수 있는 세미나를 기획해 진행했다. 많은 연구원들이 세미나에 참석했고 반응도 좋았다. ‘어렵게만 느껴졌던 AI에 대해 쉽게 이해할 수 있었다’, ‘현장에 적용할 수 있는 내용으로 구성돼 도움이 된다’ 등의 참여 소감을 전해왔다.

AI는 현재 회사 내부에서 적용할 수 있는 곳은 다 적용되고 있다. 시간적으로는 가장 먼저 품질관리에서 먼저 적용됐고 그 다음에는 R&D에 적용됐고 마케팅, 영업으로 확산하고 있다. 새로운 기술에 대한 현장 수용성이 아직 초기라서 낮을 수 있지만, 가시적으로 보여지는 성과가 있다면 쉽게 확산될 것이라 믿는다. 회사 내에 AI 적용 성공사례를 많이 만들고 이를 널리 공유함으로써 AI 적용을 확산시키려고 한다.

올해 AI 지대넓얕에서 GC녹십자와 녹십자홀딩스(GC)가 생성형 AI활용 품질 업무 혁신 사례를 발표했고 내년에도 AI 적용 실제 적용 사례를 중심으로 세미나를 기획하고 있다. AID센터의 혈우병 골관절증 AI 예측 모델, 공정 모니터링 AI 활용, 의학본부 약물감시 AI 활용, 개발본부 보완 답변 시스템 개발 등의 실제 사례를 발표하고 공유할 예정이다.
 
ㅡAI 인재 확보가 어려운 국내 제약 환경에서 센터가 구상하는 장기적 인재 전략은 무엇인가. 전사적인 AI 확산 측면에서 GC녹십자가 가장 해결하고 싶은 AI 조직문화 과제는 무엇인가.

현재 AID센터는 빅데이터 분석으로 박사급 1인을 채용하려고 하고 AI는 석사급 1인을 채용하려고 하고 있다. 최근 채용공고에 많은 국내외 우수한 석박사 연구자들이 지원했다. AID 센터는 모두 석박사급의 우수한 연구자들로 운영하려고 한다.

정부가 2032년까지 총 100만 명 규모로 구축할 국가통합바이오빅데이터를 내년 하반기부터 단계적으로 개방할 계획이다. 점점 개별적으로 분석됐던 보건의료 빅데이터들이 통합되고 있다. 이런 추세에 맞춰 센터는 장기적으로 건강보험 데이터나 진료 데이터, 임상 데이터뿐만 아니라 유전체 데이터, 검체 데이터까지 통합적으로 분석하고 이를 의약품 개발에 연결시킬 수 있는 능력을 키우려고 노력하고 있다.
 
센터는 R&D 연구원들의 AI 니즈를 잘 반영해 실질적인 업무 성과로 이어질 수 있는 AI 프로젝트나 툴을 지속적으로 개발하는 능력을 배가하려고 한다. 내년에는 R&D 연구원들이 자주 사용하는 AI툴과 생성형 AI을 한 곳에 결합한 플랫폼을 개발해 연구원들이 쉽게 AI 툴을 업무에 사용할 수 있게 하려고 한다.

끝으로 AID센터가 의약품의 초기 개발에 대한 의사결정부터 허가관리까지 전 주기에 걸쳐 빅데이터와 AI로 도움을 주는 조직이 됐으면 한다. 사내 여러 부서와 적극적으로 소통하며 협업을 통해 빠르게 성과를 내는 센터로 만들고 싶다. 관심을 갖고 지켜봐주길 바란다.  
  
ㅡ끝으로 AID센터의 비전에 대해 의사 및 헬스케어 오피니언 리더층에 한말씀 부탁드린다. 

GC녹십자의 AID센터는 혈우병 환자들과 의료진에 도움될 수 있는 디지털 솔루션이 있다면 함께 개발해서 공급해 나가고자 한다. 이는 의료진과 환자에게 도움 될 뿐만 아니라 지난 30여 년간 혈우병 치료를 위해 노력해온 GC녹십자에게도 의미 있는 일이다. 모두에게 좋은 일인 만큼 기쁜 마음으로 최선을 다해 참여하겠다.