※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1817호(2017. 10. 11. 발행)에 기고한 원고입니다.


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100만 명의 DNA와 건강정보 분석, 생명과학 강국으로 도약한 중국.pdf



[ 요 약 ]


병원에서 혹은 개인 차원에서 의뢰한 DNA 분석이 실제로 이루어지는 곳은 세계의 DNA 시퀀싱 공장으로 불리는 중국임중국의 유전자 분석 기업들은 DNA 분석 만으로는 유전자와 질병의 관계를 규명할 수 없다고 보고유전자-의료-건강 데이터를 종합하여 AI로 분석하여 질병의 원인을 규명하려는 시도를 시작하였음중국 정부의 제도적 지원개인의 유전정보 활용에 관대한 사회 분위기막대한 자금력이 결부되며중국은 이제 글로벌 생명과학 강국으로 발돋움 하려 하고 있음




[ 본 문 ]


ž 세계의 공장인 중국은 또한 세계의 DNA 시퀀싱 공장이기도 하여 최근 사람이나 동물 및 식물의 유전자 서열 규명 연구를 주도해 오고 있음


Ø 지난 2014년 서부 아프리카에서 에볼라 바이러스가 급속도로 퍼질 당시, 중국 보건당국은 에볼라 바이러스에 대한 항체의 유전자 분석을 완료했다고 발표하며, 중국은 미국 못지 않은 다원적인 항체 생산능력을 갖추고 있다고 자평하였음


Ø 당시 중국질병통제센터 전염병연구소는 중국이 2008년부터 9개의 과학기술 중대 프로젝트를 진해해 왔고, 그 과정에서 10개의 국가급 연구기관이 백신과 치료제 개발을 포함한 에볼라 바이러스 연구를 진행해 왔다고 소개한 항체의 유전자 분석을 완료했다고 소개한 바 있음


Ø 2015년 한국에서 메르스 사태가 발생했을 때도 중국질병통제센터 전염병연구소는 한국 국립보건연구원의 발표에 앞서, 광둥성에서 메르스 확진 판정을 받은 한국인 환자에 대해 유전자 분석을 실시한 결과 전염성 강화 등의 변이는 발견되지 않았다고 보도한 바도 있음


Ø 2016년에는 중국 과학자들이 인간의 배아에서 특정 유전자를 바꿔치기하는 유전자 조작을 시도해 전세계 과학계를 큰 충격에 빠뜨린 적이 있는데, 이처럼 유전자 분석에 대한 규제가 미비한 중국에서는 이미 많은 유전자 연구가 진행되고 있음


Ø 세계 최대 규모의 염기서열 판독설비를 갖춘 곳 역시 중국의 베이징지놈연구소(BGI)로 중국개발은행이 15억 달러를 투자해 한해 1 5천 명의 유전자를 분석할 수 있는 인프라를 보유하고 있으며 전세계 개인 유전자 분석 서비스 업체들로부터 일감을 따내고 있음


Ø BGI 2012년 당시 세계 최고 유전자 분석기술을 보유했던 미국의 컴플리트 지노믹스(Complete Genomics) 1 1,760만 달러에 인수한 이후 유전자 분석 수준을 단숨에 높여 시장 점유율을 끌어 올리며 세계의 DNA 시퀀싱 공장으로 부상하였음


[1] 세계 최대 DNA 시퀀싱 센터 BGI(베이징 지놈 연구소)의 설비 용량

 

프로세서 수

메모리 용량

스토리지 용량

최대 성능

선전

9,722

21 TB

7.8 PB

101 T flops

홍콩

4,496

11 TB

4.2 PB

52 T flops

베이징

300

500  GB

110 TB

1.5 T flops

우한

192

500 GB

500 TB

2.0 T flops

항저우

64

300 GB

13 TB

0.5 T flops

전체

14,774

33.3 TB

12.6 PB

157 T flops

<자료> Genomics


Ø 현재 중국은 유전자 배열을 읽어낼 뿐만 아니라 그 결과를 인공지능(AI)으로 해석하고 생명과학 분야를 선도하려 하고 있는데, IBM과 구글 등 미국 대기업들이 천착하고 있는 연구 분야이지만 중국은 규제 없이 대규모로 연구를 전개할 수 있다는 점에서 상당한 이점을 누리고 있음


ž 현재 중국 유전자 분석의 최첨단을 이끌고 있는 기업은 BGI의 전임 CEO가 선전에 본사를 두고 창업한 바이오 벤처기업 아이카본엑스(iCarbonX, 碳云智能)


Ø 아이카본엑스는 중국 지놈 과학의 선구자였던 준 왕(June Wang)이 인공지능과 의료 빅데이터를 기반으로 유전자 정보 및 진료정보와 개인 라이프 로그를 통합해 질병을 예측하는 개인 맞춤형 의료정보 플랫폼 서비스를 제공하기 위해 2015년에 설립한 기업임


Ø 준 왕은 16살에 북경대학에 입학하여 인공지능, 컴퓨터 과학, 생물윤리학을 전공한 후 중국 휴먼 지놈 프로젝트에 참여하여 큰 기여를 하였고, 세계 최대 규모 지놈 회사인 BGI 설립 멤버로 후에 CEO가 되었음


Ø 유전자만으로 생명현상을 모두 해독할 수 없다고 느낀 준 왕은 단백질, 대사체, 신체적 특징 및 행동 등의 다양한 정보를 기반으로 생명을 이해하기 위한 비즈니스 모델을 구축하기 위해 BGI를 떠나 아이카본엑스를 설립하였음


Ø 아이카본엑스는 현재 건강검진센터, 약국, 병원, 보험사들을 통해 타액, 단백질, DNA, 미생물 데이터 등 유전체 정보를 수집한 후, 고급 데이터 마이닝 및 기계학습 기술을 통해 개별 건강상태를 분석 및 예측하여 맞춤형 웰빙 프로그램, 식이요법, 처방 의약품 등을 추천해 주고 있음


Ø 또한 개인별 피부 상태에 따라 제품을 권장하는 스킨케어 서비스를 필두로 영양, 건강, 의료 분야로 확대할 계획을 갖고 있으며, 사용자를 건강한 삶의 방향으로 안내 할 수 있는 디지털 아바타를 만들고 디지털 라이프 생태계를 구축하는 것을 장기 목표로 설정하고 있음


<자료> iCarbonX


[그림 1] 아이카본엑스 창업자 준 왕



Ø 아이카본엑스는 설립 6개월 만에 텐센트로부터 2억 달러의 투자를 유치하는 등 지금까지 총 6억 달러의 투자를 받았으며 올해 가장 주목받고 있는 벤처기업으로 선정되기도 하였음


Ø 또한 미국의 개인 의뢰 유전자 분석 서비스 업체인 23andMe와 더불어 기업가치가 10억 달러 이상인 유전자 분야의 대표적 유니콘 기업이기도 한데, 특히 전체 유니콘 기업들 중 가장 역사가 짧은 젊은 기업으로 꼽히고 있음


ž 아이카본엑스에 투자와 관심이 쏠리는 이유는 그 스케일에 있는데, 최소 100만 명 이상의 건강 데이터 분석을 통해 AI로 유전자와 질병의 관계를 규명하려 하기 때문


Ø IBM과 구글 등 미국의 AI 주도 기업들이 유전자 분석의 임상 시험을 전개하고 있지만 기대했던 성과는 얻지 못하고 있는데, 질병 발병 유전자 변이를 밝혀 내지 못하고 있어 유전자 변이와 질병 발병 사이의 상관 관계를 찾는 데 어려움을 겪고 있음


Ø 이런 문제를 반복하지 않기 위해 아이카본엑스는 기존 방식 외에 피험자의 생체 검사 결과를 토대로 정확한 정보를 얻겠다는 계획을 세웠는데, 걸림돌이 된 것은 중국의 의료 시스템 전산화 수준이 낮아 연구에 활용할 수 있는 빅데이터가 매우 부족한 상황이라는 점


Ø 문제의 해결을 위해 아이카본엑스는 두 가지 방안을 모색하고 있는데, 첫번째는 병원을 통해서가 아니라 메시징 프로그램인 위챗(WeChat)을 이용하여 소셜 미디어에 기록된 개인 의료 정보들을 확보한다는 계획임


Ø 위챗은 텐센트가 운영하는 소셜 메시징 서비스로 텐센트가 아이카본엑스에 2억 달러를 투자한 데에는 이런 배경이 있는 것이며, 양사는 향후 5년 내에 최소 100만 명, 최대 300만 명 이상의 사람들로부터 의료 빅데이터의 데이터베이스를 구축할 것이라고 발표하였음


Ø 이는 개인정보보호 이용에 관대한 중국인들의 특성을 이용한 것인데, 향후 개인의 유전자 데이터를 소셜 데이터와 조합하여 AI로 분석하면 분석의 정밀도가 향상될 것으로 기대하고 있음


Ø 두번째 방안은 피험자의 생체 검사를 직접 실시하는 것인데, 구체적으로 피험자 혈액의 단백질량 변화와 신진대사를 측정하고 뇌 영상 데이터를 이용하며, 웨어러블 바이오 센서로 혈당치를 모니터링 하는 한편 스마트 화장실에서 소변과 대변에 포함된 바이오 마커를 수집하려고 함


Ø 이렇게 모은 유전자 정보, 의료 정보, 생체 검사 데이터 정보를 조합한 후 AI로 분석하여 건강 관리에 도움이 되는 정보를 추출하고, 개인맞춤형 AI 헬스케어 서비스를 제공하겠다는 것이 아이카본엑스의 궁극적인 계획임


ž 아이카본엑스는 최근 자신들의 최종 목표인 AI 기반 디지털 건강관리 플랫폼의 개념을 담은 초기 서비스로 미엄(Meum)이라는 건강관리 앱을 선보였음


Ø 이용자들이 미엄 앱에 섭취한 음식이나 운동에 대한 정보와 함께 신체 정보와 생체 신호를 입력하면, AI는 이렇게 입력된 정보를 유전자 정보 및 생체 정보와 함께 분석한 후 앱 화면에 건강 및 질병에 관련된 정보를 보여주고 필요한 액션을 추천해 줌


<자료> iCarbonX


[그림 2] 미엄(Meum) 앱 발표회


Ø 구체적으로 살펴보면, 식사의 내용물, 취침 시간, 필요한 운동 등 건강한 생활을 위해 도움이 될 수 있는 조언을 표시해 줌


Ø 아이카본엑스는 개인의 건강과 관련된 다양한 요소들을 모두 포함하여 분석함으로써 모든 개인이 자신의 삶을 더 잘 이해하고 관리할 수 있게 돕는 앱을 개발하는 것을 목표로 하고 있음


Ø 궁극적으로는 위챗 메신저 앱 사용자 9억 명을 대상으로 스마트한 방식으로 디지털 미(Digital Me)를 만들 수 있는 디지털 플랫폼 개발을 목표로 하고 있음


Ø 디지털 미 전략의 논리 흐름은 ①모든 형태의 삶이 디지털화될 수 있다 à ②모든 디지털화된 삶은 모델링 될 수 있다 à ③ 모든 디지털화된 삶은 네트워크로 연결될 수 있다로 요약됨


Ø 모델링을 통해 탄소 기반의 인체는 디지털 형태의 실리콘 기반으로 변환이 되는데, 그러면 음료 한 잔이라도 내 몸에 들어오면 어떻게 반응할 지 시각화해서 볼 수 있게 되고, 상호 연결된 디지털 미들이 커뮤니케이션 하면 예상할 수 없는 일들이 벌일 것이라 기대하는 것임


Ø 이러한 시도는 처음이기에 시장이 새로우니만큼 제품도 달라야 할 것이고, 그래서 아이카본엑스는 AI를 포함한 모든 기술을 새롭게 개발돼야 할 것으로 보고 있음


Ø 아이카본엑스는 디지털 미 서비스를 누구나 이용할 수 있는 초저가 상품과 비싸지만 모든 데이터를 분석하는 초고가 상품으로 구성한다는 계획인데, 하이엔드 상품 개발을 위해 이미 텐센트, 화웨이 등과 협력해 데이터 보안 시스템을 개발 중이라고 함


ž 아이카본엑스에 더욱 주목해야 하는 이유는 중국을 넘어 글로벌 차원에서 의료-유전자-건강 데이터 분석 기술의 중심이 되기 위한 적극 행보를 이미 시작하고 있기 때문


Ø 아이카본엑스가 최근 개인으로부터 헬스케어 데이터를 대량으로, 비용효율적으로 수집하고 분석할 수 있는 기술력을 확보한 글로벌 기업들과 연대를 형성하였음


Ø HealthLoop, SomaLogic, HealthTell, Pa-tientsLikeMe, AOBiome, GALT 7개 미국 기업과 이스라엘의 Imagu Vision, 중국의 Tianjin Robustnique 7개 기업에 4억 달러를 전략적으로 투자하고, 자신들을 중심으로 한 디지털 라이프 얼라이언스(Digital Life Alliance)를 결성한 것임


<자료> iCarbonX


[그림 3] 디지털 라이프 얼라이언스


Ø 얼라이언스에 참여한 기업들의 면면을 보면 유전체, 단백체, 대사체, 항체, 재조합 효소, 박테리아, 의료, 헬스케어 데이터 수집 분야에서 비교우위 기술을 이미 확보하고 있는 곳들임


Ø 이들 기업은 개인의 건강과 질병의 상태를 파악하는 지표를 아이카본엑스에 제공하게 되며, 아이카본엑스는 이 지표를 활용해 빅데이터에서 잡음을 제거하고 정밀하고 유용한 정보를 감지 할 수 있는 시스템을 개발하게 됨


Ø 디지털 라이프 얼라이언스는 의료 데이터를 유전자 분석과 결합해 건강에 관한 새로운 지식을 얻으려 하는 글로벌 기업들의 협회로서 기능할 것으로 보이는데, 이들 기업을 끌어들임으로써 아이카본엑스는 글로벌 정밀 의학의 중심 기업이 되기 위한 준비를 해나가려는 것으로 보임


ž 고도의 기술력에 정부의 강력한 지원까지 더해져 중국은 이제 세계의 DNA 시퀀싱 공장에서 생명과학 글로벌 강국으로 또 한번 변신과 도약을 준비하고 있음


Ø 구글의 생명과학 부문 베릴리(Verily)는 건강한 인체를 정의하기 위한 베이스라인 프로젝트(Baseline Project)를 시작했으며, 1만 명 참가자의 개인 신체 정보와 의료 정보를 수집하고, 수집된 정보와 유전자 정보를 AI로 해석하여 건강한 인체의 상태가 무엇인지 규명하고 있음


Ø 이에 비해 아이카본엑스는 최소 100만 명 이상의 규모로 실증 실험을 전개할 계획인데, 유전자 배열 등 데이터 양이 훨씬 큰 정보를 분석하기 위해서는 AI 알고리즘 교육에서 대량의 데이터가 필요하다는 점을 고려할 때, 베릴리에 비해 아이카본엑스가 압도적으로 유리함


Ø 아이카본엑스의 가장 강력한 경쟁자로 꼽히는 기업 역시 미국이나 유럽의 기업이 아닌 중국의의 유전자 기업인 우시 넥스트코드(WuXi NextCode), 이 기업 역시 3억 달러의 투자를 유치해 AI와 지놈 기술 기반의 디지털 헬스케어 서비스를 준비하고 있음


Ø 이런 기업들의 노력에 유전자 정보가 사용되는 것에 대한 거부감이 적은 사회 문화, 중국 정부의 제도적 지원, 중국이라는 거대한 시장과 자본력까지 생각해 보면, 어렵지 않게 중국이 생명과학 분야의 글로벌 헤드쿼터가 될 것을 그려볼 수 있음


Ø 중국은 이미 세계의 DNA 시퀀싱 공장으로 작동하고 있으며, 지금 계획 중인 기술이 개발되고 서비스가 제공된다면 전세계인들의 건강을 관리하는 세계의 헬스케어 센터가 될 수도 있음


Ø 생명과학 분야 글로벌 강국으로 도약을 준비 중인 중국 정부와 중국 기업들의 움직임을 눈 여겨 보고, 이들과 협업 전략을 모색해야 할 필요성이 점점 더 뚜렷해 지고 있음

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