AI 에이전트가 신약개발 조직처럼 협업…폐암 치료전략 제안

AI 에이전트들이 신약개발 조직처럼 협업해 폐암 치료전략을 제안하고 중단된 임상시험의 실패 원인을 분석하는 체계가 개발됐다.

국가생명공학정책연구센터는 22일 발간한 보고서에서 미국 연구진이 다중 AI 에이전트가 협업하는 '버추얼 바이오텍(Virtual Biotech)'을 개발했다고 소개했다. 해당 연구는 17일(현지시간) 국제학술지 사이언스에 발표됐다.

버추얼 바이오텍은 가상 최고과학책임자(CSO)를 중심으로 표적 발굴, 안전성 평가, 치료방식 선택, 임상개발 등 4개 부문의 전문 에이전트와 연구지원·과학적 검토 에이전트로 구성된다.

가상 CSO는 사용자의 질문을 세부 과제로 나눠 전문 에이전트에 배분하고 결과를 종합한다. 근거가 부족하면 추가 분석을 지시하며, 사용자는 분석 과정과 생성된 코드·데이터·보고서를 확인할 수 있다.

연구진은 100개 이상의 분석 도구를 활용해 약 7만9000개 표적과 4만개 질환, 1억개 이상의 단일세포 프로파일, 약물·임상시험 정보를 분석했다.

약 5만6000건의 임상시험을 분석한 결과, 특정 세포유형에 선택적으로 발현되는 유전자를 표적으로 하는 약물은 광범위하게 발현되는 유전자를 표적으로 하는 약물보다 임상 4상 도달 가능성이 48% 높았다. 이상사건 발생률은 평균 32% 낮았다.

다만 연구진은 이 수치가 기존 임상시험에 대한 관찰적 분석 결과라며 버추얼 바이오텍 도입으로 신약개발 성공률이 48% 향상됐다는 의미는 아니라고 설명했다.

폐암 사례에서는 암 관련 섬유아세포의 B7-H3 발현 증가와 고발현 환자의 불량한 예후를 확인하고, 항체-약물 접합체(ADC)를 유망한 치료방식으로 제안했다.

궤양성 대장염 사례에서는 중단된 vixarelimab 임상 2상의 실패 원인을 분석했다. OSMR만 차단해서는 염증 신호가 충분히 억제되지 않을 수 있다는 해석과 함께, 관련 신호경로를 반영한 복합 바이오마커 활용 전략을 제안했다.

인간 전문가 4명이 두 질환 사례의 분석 8건을 독립적으로 재수행한 결과 AI 분석과 대체로 일치하는 결론을 도출했고, 결론에 중대한 영향을 주는 코드 오류는 없었다.

연구진은 향후 분자 설계와 가상 스크리닝, 독성 예측, 임상 의사결정 등으로 전문 에이전트의 범위를 확대할 계획이라고 밝혔다. 다만 현재 시스템은 계산 분석과 근거 통합, 우선순위 설정에 한정되며 실험 수행과 치료효과 입증은 포함하지 않는다.