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코로나19 이후 언택트 시대가 가속화되면서 글로벌 디지털 헬스케어 시장은 빠르게 성장중이다. 데이터 가공 및 분석에 필수적인 AI는 디지털 헬스케어 산업 형성의 핵심 기술로 자리잡고 있다.
디지털 헬스케어는 패러다임의 변화
디지털 헬스케어는 코로나19 이후 원격의료의 수요와 사람들의 인식 개선으로 빠르게 성장했다. 팬데믹은 일시적 흐름이 아닌 산업 패러다임 변화를 야기하고 있다. 미국과 중국은 원격 진료 정책을 강화하고 있으며, 개인 만성질환 관리 및 의약품 배송 서비스 등 디지털 헬스케어 기기와 서비스 솔루션의 융합이 진행되고 있다.
디지털 헬스케어의 정의는 WHO 기준으로 건강 분야에 ICT를 사용하는 eHealth를 비롯한 빅데이터, 유전체학, 인공지능 분야를 포함한 산업이다. Global Market Insight에 따르면 글로벌 디지털 헬스케어 시장 규모는 2020년 1,418억 달러에서 연평균 17.4% 성장해 2027년이면 4,268억 달러에 이를 것으로 전망된다.
핵심 원동력은 데이터와 AI
디지털 헬스케어의 핵심은 데이터에 있다. 병원의 EMR(전자의무기록) 데이터뿐만 아니라 ICT 기기 보급에 따른 개인 건강 데이터까지 축적되고 있다. 이런 빅데이터를 분석하기 위해서는 AI(인공지능) 기술이 필수적이다. AI 기술은 디지털 헬스케어 분야 중 개인 건강관리에 활용될 수 있지만 1)의료진단, 2)신약개발, 3)유전체 분석 분야에서도 활발하게 사용되고 있다.
AI 의료 영상 진단의 편의성과 정확도 향상
다양한 종류의 의료데이터가 있지만 그중 AI의 수요가 가장 높은 것은 단연 영상 데이터다. AI 영상 진단기기 및 알고리즘은 환자의 영상 판독 민감도를 상승시키고 판독에 걸리는 시간도 단축시킨다. 의사들의 진단 정확도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 개인 스스로 진단이 가능하게 만드는 기기들로 확장되고 있다.
AI의료진단에서 가장 중요한 포인트는 보험수가 적용이다. 다만 유효성 입증에 필요한 데이터의 양이 아직까지 충분하지 않기 때문에 국가별 수가 적용의 기준은 아직까지 상이하다. 따라서 글로벌 시장에서 선전하기 위해서는 인허가 획득 뿐만 아니라 진입 국가 맞춤형 사업전략 및 많은 수의 환자 데이터 확보가 중요할 전망이다.
글로벌 AI 진단 기업으로 버터플라이 네트워크(BFLY)와 스팩 상장 예정인 하트플로우(HFLO)가 있다. 버터플라이는 소형 AI 초음파 영상장비 Butterfly iQ를 개발했다. 초음파 진단의 접근성과 편의성을 개선시킨 것이다. Butterfly iQ는 FDA에 13가지 진단에 대한 승인을 받아 우수한 기술성도 입증했다. 하트플로우는 AI 딥러닝 기술을 활용해 CT로 촬영한 환자의 심혈관 데이터를 3D 이미지로 모델링한다. 단순 영상 진단으로 확인하기 어려운 부분까지 진단하면서 비침습적 방식으로 환자의 진단 편의성을 증가시켰다. 하트플로우는 2017년부터 보험 수가 적용을 받았다.
신약 개발의 효율성 증대와 미지의 영역 개척
과거 신약 개발에는 평균 10년의 시간과 막대한 비용이 소요됐다. 특히 후보물질 발굴에 기업이 보유하고 있는 특정 저분자 화합물 혹은 항체라 이브러리를 활용했다. 이러한 경험 중심의 발굴에서 컴퓨터를 이용한 약물 디자인이 활용되기 시작했다. 이는 AI 기술발전에 따라 꽃을 피웠다. GPU 기반의 압도적인 연산속도와 AI 알고리즘 적용으로 후보 물질 발굴부터 최적화가 가능해졌다. 이를 플랫폼화하는 기업들이 등장하고 있으며, 빅파마들의 관심도 증가하고 있다.
AI 신약개발 기업들의 핵심은 그들의 플랫폼 기술이 적용된 물질의 상업화 성공 여부다. 상업화를 통해 플랫폼 기술의 가치를 높이고 파트너십을 체결하는 선순환 구조에 진입할 수 있기 때문이다. 승인을 받은 기업은 아직까지 앱셀레라(ABCL)가 유일하다. 앱셀레라는 일라이 릴리의 코로나19 항체치료제 밤라니비맙(Bamlanivima b)을 개발했고 2020년 11월 FDA에서 EUA를 획득했다. 이후 길리어드와 파트너십을 확장하고 모더나와 mRNA 항체치료제 공동개발 계약을 체결하는 등 사업영역을 확장 중이다.
유전자 치료제 시장이 커짐에 따라 시퀀싱에 대한 수요가 급증했다. AAV 유전자치료제 개발에 가장 중요한 캡시드 발굴에도 사용되고 있으며, 코로나19 백신 개발을 위한 바이러스 유전형 시퀀싱에도 AI 기술이 적용됐다. 아직 임상 단계에 있지만 리커전(RXRX)이 해당 분야에서 앞서고 있다. 리커전의 플랫폼은 세포 이미지라는 표현형 데이터셋을 이용한다. 이는 최근 유전체 분석에 트렌드로 자리 잡고 있는 싱글셀 분석에 활용 가능하다. 이를 바탕으로 리커전은 최근 로슈와 CNS 질환에 대한 싱글셀 RNA시퀀싱 기반 약물발굴 파트너십을 체결할 수 있었다.
유전체 분석 기술 고도화와 조기진단의 가능성
기존 연구목적으로 활용되던 유전체 분석은 임상 영역으로 확장 중이다. NIH에 따르면 전장유전체 분석 가격은 10년 전 평균 8,000달러 수준이었던 것에 비해 이제는 500달러 수준으로 감소했 다. 이는 개인 접근성도 높아지고 있음을 의미한다. 예방과 조기진단이 중요해지면서 다양한 임상 진단제품의 수요도 증가하고 있다. 또한 유전체 분석 기술의 고도화로 바이오마커 발굴을 통한 정밀 의료의 실현이 가능해지고 있다.
이런 유전체 분석 수요의 증가 속에 직접적인 수혜를 받는 기업은 단연 장비 기업이다. 그 선두에는 일루미나(ILMN)가 있다. 일루미나는 NGS 장비를 보급하고 있으며, 짧은 리드 시퀀싱 기반으로 유전체 분석의 스탠다드로 자리 잡았다. NGS와 결합되는 싱글셀 분석 장비 기업 10x지 노믹스(TXG)도 성장 중이다.
AI 기술과 후성 유전체 분석의 결합으로 조기 진단 영역까지 확장 중이다. 액체생검 기업 가던트 헬스(GH)는 최근 1~3기 대장암 환자 후향 분석 결과 민감도 96%, 특이도 94%를 기록했다. 이는 혈액을 통한 대장암 조기진단 가능성이 가시권에 접어들었다는 결과를 의미한다.
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