6일 국가생명공학정책연구센터가 발간한 이슈 동향에 따르면, 인공지능(AI) 기술을 사용하여 사람의 면역 체계를 이해하고 바이러스 공격에 대한 개인별 방어력을 예측하는 연구가 추진된다.

글로벌 비영리 과학 단체인 'Human Immunome Project'(HIP)는 올해 대규모 면역 관련 데이터를 생성하고 면역 시스템 AI 모델을 구축하기 시작한다. 

이 모델은 개인의 면역 체계를 분석해 바이러스 감염에 대한 취약성을 예측하고 맞춤형 질병 예방 및 치료 전략을 개발하는 데 활용될 예정이다.

HIP는 AI 모델 구축을 위해 전 세계에서 면역 체계 데이터를 제공해 줄 수십만 명의 지원자를 모집하고 있다. 아프리카, 호주, 동아시아, 유럽, 중동, 북미, 남미 등 세계 7개 지역에 데이터 수집 역할을 맡을 기업이나 기관을 지정할 예정이다.

이 프로젝트의 목표는 세계 인구의 다양성과 면역 반응을 대표하는 면역 체계 지도를 만드는 것이다. 이 지도가 완성되면 맞춤형 질병 예방과 치료, 차세대 감염병 대응을 위한 백신 등 선제적 기술 개발이 쉬워진다.

인간 면역 체계는 분자, 세포, 기관 사이 복잡한 상호작용을 포함하는 다중 네트워크를 말한다. 외부 병원체와 다른 스트레스 요인에 대응해 우리 몸을 방어하는 역할을 수행한다.

그러나 이러한 면역 체계는 사람마다 차이가 있고, 이런 차이로 인해 백신이나 치료제의 효능이 감소한다. B형 간염 백신의 경우 우리 몸의 면역을 형성하는 충분한 예방 효과를 갖고 있음에도 접종자의 10%에서는 효과가 없는 것으로 알려진 바 있다.

AI를 활용해 인간 면역 체계에 대한 모델을 구축하면 왜 10%의 접종자에게서는 효과가 나타나지 않는지를 알 수 있다. 특정 단백질과 유전자의 활동을 분석해 바이러스에 대한 방어력 생성 여부를 예측하는 방식이다.

HIP는 올해부터 2028년까지 약 5년간 나이, 지리, 건강 상태, 성별, 사회 경제적 지위 등을 포함한 인구 집단 기초 데이터를 확보한다. 전 세계에 이 데이터 확보를 위한 사이트를 100개까지 구축하고, 면역 관련 표준화된 데이터를 수집한다.

세부 연구 과제는 △엄마의 면역 시스템과 아기의 면역 회복력 사이 상관관계 △범용 코로나바이러스 백신 개발 △차세대 감염병 대응 백신 연구 △노인 질병과 치료, 진단에 대한 연구 등이다.

2029년부터 2033년에는 새로운 치료법 개발을 위해 공개적으로 이용할 수 있는 면역 시스템 예측 모델 개발에 집중할 계획이다. 면역의 상호작용 특징을 인공적으로 재현해 치료제의 효능 여부를 미리 확인하는 모델도 만든다.

한편 HIP는 이번 프로젝트에 약 10년간 10억 달러(약 1조 3000억 원)에서 30억 달러(약 4조 원) 규모 예산이 필요할 것으로 추산한다. 신약 개발을 위한 공개적 데이터 구축인 만큼 자선 단체, 정부, 제약사들로부터 자금을 모금한다.