고전문헌 게재 전통의약정보 활용한 신약 개발 플랫폼 ‘특허’

최근 화학합성에서 벗어나 천연물을 활용한 신약 개발 연구가 크게 증가되고 있는 가운데 ‘임원경제지’, ‘동의보감’ 등 고전문헌에 게재된 전통의약정보를 활용한 신약후보물질 정보생산 플랫폼(이하 메디플랜트)이 특허로 등록돼 큰 관심이 쏠리고 있다.

전종욱 교수(전북대 한국과학문명학연구소·한의사·사진)는 최근 이 같은 내용을 담은 ‘문헌정보와 표적 단백질 및 화합물 사이의 결합력 계산을 이용한 약물 후보물질 도출방법’이란 제하로 특허 출원한 것이 특허청 심사를 통과했다고 밝혔다. 이번 특허의 출원인은 ㈜일리아스바이오로직스와 전북대학교 산학협력단이며, 발명자는 전종욱 교수·이정설 박사·최철희 KAIST 교수다.

고전의서 의약정보 중심으로 5개 분야 전공학문 융합
전 교수는 이번 특허 출원에 앞서 2017년 고전기반 신약후보물질 정보 생산 AI모델인 ‘메디플랜트(Mediplant)’를 완성해 유관 기관에 시전한 바 있으며, 이는 고전의서 의약정보를 중심으로 5개 분야의 전공학문을 융합해 신약후보물질 도출에 대한 새로운 분야를 개척한 것으로 평가되기도 했다.

메디플랜트는 ‘임원경제지 인제지’에 수록된 1만개 처방(인제지는 동의보감 수록 처방 대부분을 포함함)에 대한 기본정보 분석을 바탕으로 200여개로 정리된 모든 전통적 병증에 대한 최적 약재와 약재간 궁합을 도출하는 한편 현대의 질병 역시 증상별 그루핑을 통한 접근으로 새로운 최적약재·약재궁합을 도출하고 있다. 즉 특정 의서 내 병증과 약재간의 상관관계 및 궁합을 자동적으로 도출하게 되는 것으로, 이를 통해 병증 특이적 약재의 순위 및 약재 특이적 병증의 순위를 제시할 수 있으며, 병증 특이적 약재궁합(2개 내지 3∼5개)까지도 추출할 수 있다.

‘임원경제지 인제지’, 동아시아 의학적 성취 집대성한 의학 대작
이와 함께 메디플랜트의 기반이 되고 있는 임원경제지는 총 16개 분야로 구성돼 있는 조선 최대의 백과사전으로, 이 가운데 의약 분야로는 예방의학 개념을 담은 ‘보양지’와 치료의학 분야의 내용을 담은 ‘인제지’ 등 2개 분야가 포함되어 있다. 메디플랜트에서는 ‘인제지’가 핵심 분석 자료로 쓰인다.

특히 ‘인제지’는 ‘동의보감’ 이후 약 200년 뒤에 성립된 것으로 동의보감은 물론 명청대의 주요 의서들인 ‘본초강목’, ‘경악전서’, ‘의종금감’, ‘도서집성’, ‘임증지남’ 등의 최신 의학지식을 엄선해 인용하는 등 동아시아 의학적 성취를 다시 한 번 집대성한 의학 대작이다. 총 글자 수가 111만여 자로 ‘의방유취’를 제외하면 조선 최대의 규모와 분량을 자랑한다.   

전종욱 교수는 “메디플랜트는 인제지에 게재된 1만여 개 처방 속에 나오는 병증이나 약재를 대상으로 각각의 출현빈도와 함께 특이도(Specificity·유의미도)를 순차적으로 계산한 데이터가 그 바탕에 있으며, 결국 다음 단계의 효능실험을 위한 연구의 전단계로서 의미가 크다”며 “약재-병증간 가장 특이도가 높은 것을 개별약재뿐만 아니라 몇 가지 약재 조합까지 미리 스크리닝(Screening)할 수 있어, 한의학의 기본적인 특징이라고 할 수 있는 약대(藥對) 개념도 통계적 근거 역시 제시해 줄 수 있다”고 설명했다.

한의약정보 활용, 신약 개발 전과정에 체계적 접근 ‘진일보’
특히 전 교수는 “무엇보다 이번 특허의 핵심은 이러한 한의약 정보의 가공을 통해 얻은 약재-병증간의 높은 확률적 가능성을, 현대 바이오 정보인 단백질-케미컬간의 결합력(Docking)이란 형태로 정밀하게 재구성해 실험적 검증 작업의 효율성을 크게 올리고, 그 결과 한의약정보를 활용한 신약 개발 전 과정에 체계적 접근에 진일보했다는 점”이라고 강조했다.  

전 교수는 이어 “이미 몇몇 실험논문에서 메디플랜트를 이용한 정보를 사용해 결과를 보기도 했지만, 연구기관과 유관 기업에서 후보물질을 도출해내는 과정에서 약재 속 성분 추적 연구(intra-herb research)와 약재궁합을 통해 임상효용을 높이는 연구(inter-herb research)의 전체 밸런스를 맞출 수 있는 툴로서의 역할을 기대한다”고 말했다.

인문학-IT-바이오 융합 연구모델로 자리매김 ‘기대’
이와 함께 전 교수는 향후 계획과 관련 “저비용 고효율의 신약개발플랫폼으로서, 현재 구축된 메디플랜트의 확장 방안 및 사회와의 공유 방안 등을 고심하고 있다”며 “메디플랜트는 한국적 소스(고전문헌)와 첨단기술의 융합 결과물로서 앞으로 이를 더욱 활성화시켜 인문학-IT-바이오 융합의 연구모델로서 이 사회에 자리매김했으면 하는 바람이며, 무엇보다 메디플랜트 활용을 통해 지금보다 훨씬 많은 성과물이 쏟아져 나오길 바라지만 국민들에게 한의약에 대한 정보와 재미를 함께 줄 수 있는 점에서도 생각해 볼 것”이라고 강조했다.

한편 전종욱 교수는 서울대 경제학과 졸업 후 한림대학교 태동고전연구소 한학연수원에서 수학했으며, 이후 동신대학교 한의학과 졸업 이후에는 임원경제지 번역사업회(현 임원경제연구소)에 참여해 보양지·인제지 번역작업을 담당했다. 또한 한국한의학연구원 선임연구원(침구경락연구팀·한의신약개발팀)으로 근무했으며, 2016년부터 전북대 교수(한국과학문명학연구소)로 재직하며 과천국립과학관의 전통과학관을 ‘한국과학문명관’으로 리모델링하는 사업에 책임으로 참여하는 등 다양한 활동을 하고 있다.