KPI뉴스 - AI(인공지능)이 독성 약물 미리 골라낸다

  • 맑음부여22.1℃
  • 구름많음제주22.6℃
  • 맑음문경21.8℃
  • 맑음밀양23.9℃
  • 맑음수원20.5℃
  • 맑음포항22.2℃
  • 맑음진주21.9℃
  • 맑음울산22.1℃
  • 맑음동해20.6℃
  • 맑음안동20.7℃
  • 맑음합천22.8℃
  • 맑음강릉20.1℃
  • 맑음강화20.5℃
  • 맑음이천20.7℃
  • 맑음파주20.7℃
  • 구름많음서귀포24.1℃
  • 맑음청송군22.1℃
  • 구름많음고산20.4℃
  • 맑음통영22.9℃
  • 구름많음완도22.3℃
  • 맑음의령군23.3℃
  • 맑음영천22.6℃
  • 맑음남원23.0℃
  • 맑음보성군22.7℃
  • 맑음양평20.1℃
  • 맑음고창군21.4℃
  • 맑음보은20.8℃
  • 맑음대관령17.9℃
  • 맑음임실22.2℃
  • 맑음서울20.6℃
  • 맑음영월20.2℃
  • 맑음정선군20.4℃
  • 맑음제천19.6℃
  • 맑음장흥23.9℃
  • 맑음대구23.1℃
  • 맑음정읍21.5℃
  • 맑음인제19.2℃
  • 맑음서산20.5℃
  • 맑음전주22.5℃
  • 맑음창원23.6℃
  • 맑음김해시24.2℃
  • 맑음함양군23.5℃
  • 맑음북강릉20.1℃
  • 맑음보령22.8℃
  • 구름많음울릉도19.1℃
  • 맑음고창21.9℃
  • 맑음산청23.2℃
  • 맑음청주21.2℃
  • 맑음동두천20.8℃
  • 맑음흑산도21.7℃
  • 맑음영주20.8℃
  • 맑음북춘천20.0℃
  • 맑음구미24.0℃
  • 맑음군산21.8℃
  • 맑음경주시23.2℃
  • 맑음진도군22.4℃
  • 맑음인천20.7℃
  • 맑음해남23.1℃
  • 맑음고흥23.3℃
  • 맑음태백19.3℃
  • 맑음봉화19.8℃
  • 맑음광양시23.7℃
  • 맑음충주20.6℃
  • 맑음영덕20.6℃
  • 맑음거제22.9℃
  • 맑음울진20.8℃
  • 맑음여수21.0℃
  • 맑음영광군21.8℃
  • 맑음강진군23.4℃
  • 맑음남해21.5℃
  • 맑음목포21.0℃
  • 맑음순창군21.6℃
  • 맑음상주22.5℃
  • 맑음속초19.5℃
  • 맑음금산21.3℃
  • 맑음북창원23.5℃
  • 맑음원주19.9℃
  • 맑음추풍령20.0℃
  • 맑음홍성21.1℃
  • 맑음부산24.8℃
  • 맑음부안22.5℃
  • 맑음대전21.3℃
  • 맑음거창22.9℃
  • 맑음장수20.7℃
  • 맑음홍천19.4℃
  • 맑음양산시25.3℃
  • 맑음의성22.5℃
  • 맑음천안21.0℃
  • 맑음철원19.5℃
  • 맑음춘천20.7℃
  • 구름많음성산21.7℃
  • 맑음서청주20.2℃
  • 맑음북부산25.1℃
  • 맑음백령도20.0℃
  • 맑음세종20.9℃
  • 맑음순천22.2℃
  • 맑음광주22.7℃

AI(인공지능)이 독성 약물 미리 골라낸다

장영태 기자 Google구글에서 선호하는 출처로 추가
기사승인 : 2025-10-30 09:35:45
포스텍 연구팀, 동물과 사람 차이 학습한 AI 개발로 약물 독성 예측
전임상 모델·사람의 생물학적 특성을 수치로 반영한 첫 시도

포스텍은 생명과학과·융합대학원 김상욱 교수, 생명과학과 박민혁 박사, 통합과정 송우민, 인공지능대학원 통합과정 안현수 씨 연구팀이 AI를 이용해 사람에게 나타날 약물 부작용을 예측하는 기술을 개발했다고 30일 밝혔다.

 

▲ 포스텍 생명과학과·융합대학원 김상욱 교수, [포스텍 제공]

 

이번 연구성과는 의약 분야 국제 학술지 '이바이오메디신' 온라인판에 게재됐다.

 

신약 개발 과정에서 세포나 동물 실험 등의 전임상을 통과한 약물이 사람에게서 뜻밖의 독성을 보이는 경우가 많다. 사람과 동물의 생물학적 반응이 다르기 때문이다.

 

지금까지 신약 개발 실패의 주요 원인 중 하나가 바로 이 '종(種) 간 차이'였다.

 

연구팀은 세포·쥐·사람 간 생물학적 차이인 'GPD(유전형-표현형 차이)'에 주목해 약물이 겨냥하는 표적 유전자가 사람과 전임상 모델에서 어떻게 다르게 작동하는지를 세 가지 축으로 분석했다.

 

첫째, 유전자가 생존에 미치는 영향(필수성), 둘째, 조직별로 유전자가 발현되는 양상, 셋째, 생물학적 네트워크에서 유전자의 연결성이다.

 

위험 약물 434개와 승인 약물 790개 데이터로 검증한 결과, GPD 특성은 사람에서 독성으로 실패하는 약물과 유의하게 연관됐다. 화학 구조만 볼 때보다 예측력이 크게 향상됐다.

 

특히 독성 물질을 실제로 잘 찾아내는 지표(AUPRC)가 0.35에서 0.63, 전체 예측 정확도를 나타내는 지표(AUROC)는 0.50에서 0.75로 높아졌다. 개발된 AI 모델은 기존의 최신모델들과 비교해 가장 우수한 예측 성능을 보였다.

 

나아가 독성으로 시장에서 퇴출당할 약물을 경고하는 '연대기적 검증'에서도 실용성을 보였다. 1991년까지의 약물 정보만으로 AI를 학습시킨 뒤, 1991년 이후 시장에서 퇴출당할 약물을 예측한 결과 95%의 정확도를 보였다.

 

이번 연구는 세포와 전임상 동물 모델 그리고 사람의 생물학적 차이을 정량 지표로 끌어와 전임상–임상 사이 '번역의 벽'을 낮춘 점이 핵심이다.

 

제약사는 임상 전에 고위험 후보를 걸러 개발 비용과 시간을 아끼고, 환자 안전을 높일 수 있다. 관련 데이터와 주석이 쌓일수록 모델의 효용은 더 커질 전망이다.

 

김상욱 교수는 "전임상 모델과 사람의 생물학적 특성을 수치로 반영한 첫 시도"라며 "AI와 생물정보학을 결합하면 신약 개발 '실패의 골짜기'를 크게 줄여 사람에게 안전하고 효과적인 신약을 더 빠르게 개발하는 시대가 멀지 않았다"고 말했다.

 

KPI뉴스 / 장영태 기자 3678jyt@kpinews.kr

 

[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]