화이자가 클라우드로 신약 개발 가속하는 비결

아마존웹서비스(AWS)는 화이자의 신약 개발, 생산 및 임상시험용 유통 개선을 지원하는 혁신적인 클라우드 기반 솔루션을 구축하기 위해 협력하고 있다고 15일 밝혔다.

양사는 화이자 아마존 콜라보레이션 팀(PACT) 이니셔티브의 출범을 기점으로 AWS의 분석, 머신러닝(ML), 컴퓨팅, 스토리지, 보안 및 클라우드 데이터 웨어하우스를 화이자의 실험실, 임상시료 생산 및 임상시험용 공급망 전반에 적용함으로써 발전 방향을 모색하고 있다.

일례로 AWS는 센서 데이터 분석을 통해 장비의 이상행동을 감지하는 아마존 룩아웃 포 이큅먼트를  포함한 AWS ML 서비스 내의 예지보전 기능을 활용해 화이자의 임상시료 연속생산 공정 강화를 지원하고 있다. 이를 통해 화이자는 임상시료 생산에 사용되는 원심분리기, 교반기, 분쇄기, 코팅기, 에어 핸들러 등 장비의 가동시간을 최대화할 수 있다. 양사는 이번 협력의 주된 목표가 화이자의 신약 생산 및 환자에 대한 유익성 평가를 보다 신속하고 신뢰 가능한 방식으로 이루어질 수 있도록 지원하는 것이라고 설명했다.

사진=화이자 페이스북 캡처

AWS는 화이자와 협력해 고체 제형 경구용 의약품의 임상시료 연속생산 플랫폼 내 이상 데이터 포인트 감지를 위한 프로토타입 솔루션을 개발하고 있다. 해당 프로토타입 솔루션은 클라우드와 엣지 환경에서 머신러닝 모델을 신속하게 구축, 학습 및 배포할 수 있도록 지원하는 아마존 세이지메이커, 아마존 룩아웃 포 이큅먼트 메트릭스에 나타나는 이상을 자동으로 감지하고 그 근본 원인을 식별하는 아마존 룩아웃 포 메트릭스 및 클라우드용 확장가능한 머신러닝 기반 비즈니스 인텔리전스 서비스인 아마존 퀵사이트를 활용한다.

프로토타입에서 사용된 해당 모델들은 사용자들을 관련된 신호들로 이끌며 낮은 오탐률을 기반으로 이상징후들에 대해서 조기에 주의 경고를 제공할 수 있었다. 이를 통해 결과 화이자는 휴대용, 연속형, 미니어처 및 모듈식(PCMM) 생산에 사용되는 장비 및 센서의 데이터를 처리하여 이상 발생 시점에 이를 감지하고, 유지보수가 필요한 부분을 예측하고, 장비의 다운타임을 줄일 수 있다.

화이자의 과학자들은 AWS의 헬스케어 및 생명과학 전문가들과 협력하여 화이자 저분자 제약과학팀의 연구진이 AWS 애널리틱스 및 머신러닝 서비스를 활용해 기존 문서로부터 정보를 추출 및 발굴할 수 있는 방식도 개발할 계획이다. 화이자는 수많은 신약 개발 과정을 통해 확보한 가치 있는 데이터가 담긴 방대한 양의 문서를 보유하고 있다. 여기에는 합성 화학 경로, 레시피, 분석 시험, 방법 개발, 제형 구성, 임상시료 생산, 제조단위 기록, 기술이전 및 다양한 유형의 데이터가 담겨 있다. 뿐만 아니라 이러한 데이터를 활용해 앞으로 화이자 연구진들은 신약을 개발하거나 기존 의약품에 대한 약물 재창출을 하는 데 올바른 방향을 제시해줄 수 있는 강력한 통찰력을 발견하고 있다.

이를 위해서는 연구자들이 효율적으로 적절한 정보를 식별하고 연계하는 것이 필요한데, 적시에 적절한 정보를 빠르고 안전하게 확보하기 위해서 화이자 저분자 제약과학팀은 실험실 내 실험 설계를 지원할 수 있는 문서의 데이터를 자동으로 추출, 수집 및 처리할 수 있는 프로토타입 시스템을 AWS와 함께 개발하고 있다. 해당 프로토타입 시스템은 HIPAA표준을 충족하며 비정형 의료 텍스트로부터 정확하고 신속하게 정보를 추출하는 자연어처리(NLP) 서비스인 아마존 컴프레헨드 메디컬과 아마존 세이지메이커로 구동되며, 안전한 이용자 접근 제어를 위해 아마존 코그니토를 사용한다.

카트린 렌즈 AWS 비즈니스 개발 및 산업 담당 부사장은 “AWS의 생명과학 분야 고객들은 신약 개발 및 임상시험의 시간을 단축하고 비용 절감하기 위해 적절한 정보를 적시에 확보하는 한편 전문성과 통찰력을 확장할 수 있는 기회를 모색하고 있다”며 “AWS의 폭넓고 깊이 있는 클라우드 역량을 활용해 화이자가 신약 개발 및 임상시료 생산 공정을 최적화할 수 있도록 안정적이고 새로운 연구 방법을 통해 지속적으로 지원하고자 한다”고 밝혔다.

그는 “지난 2년 동안 전 세계 사람들은 생명이 촌각을 다투는 상황 동안, 연구, 개발 및 연구시료 생산 사이클의 모든 단계에 있어 속도와 민첩성이 얼마나 중요한지 확인하게 됐다”며 “전세계 환자들의 삶을 대폭 개선할 수 있는 솔루션 개발을 지원하는 과정에서 화이자와 협력하고, AWS의 깊이 있는 전문성을 제공할 수 있게 되어 기쁘게 생각한다”고 덧붙였다.

앤드류 맥킬롭 화이자 제약과학, 월드와이드 연구, 개발 및 의료 담당 부사장은 “화이자는 AWS와의 협력을 통해 궁극적으로 환자 경험을 제고하고, 새로운 치료법의 시판을 위해 신약 탐색과 개발의 과정을 가속화하는 목표를 달성하고자 한다”며 “AWS의 ML 및 분석 전문가와의 긴밀한 협조를 바탕으로 화이자의 과학자 및 연구진들이 환자들의 삶을 바꿀 의료적 혁신을 구현하는데 필요한 통찰력을 확보하겠다”고 강조했다.