“암세포를 분석하여 환자 맞춤형 치료법을 제공한다!” 임프리메드 구자민 이사

반려동물을 위한 암세포 정밀의료 분야 분석 서비스 제공
인공지능 모델을 이용하여 더욱 정확한 분석 결과 도출에 성공해
이후 반려동물을 넘어 사람들의 암세포 분석 서비스도 제공 예정
“암 환자 분들이 본인에게 가장 적합한 치료제로 치료받을 수 있도록 도움을 주는 것이 목표”

암 또는 악성 종양은 현대사회를 살아가는 누구에게나 발생할 수 있는, 그 진행 속도와 상황에 따라 환자의 목숨을 위협할 수 있는 질병 중 하나이다. 이를 극복하기 위한 인류의 노력은 꾸준히 이어져 왔으며, 수많은 치료법 또한 개발되고 있다.

국가암정보센터의 조사에 따르면 대한민국 국민은 기대수명까지 생존할 경우 남자는 5명 중 1명, 여자는 3명 중 1명이 암에 걸리는 것으로 나타났다.

암에 걸리지 않기 위한 예방 조치도 물론 중요하나, 암에 걸린 후의 알맞은 대처법 적용도 환자의 생존 확률을 높이는 데에 큰 역할을 한다.

임프리메드는 암 환자 분들의 암세포 정밀 의료 분야 분석 서비스를 제공하는 회사로, 암 환자 분들이 본인에게 가장 적합한 치료제로 치료받을 수 있도록 도움을 주는 것을 목표로 하고 있다.

다음은 임프리메드 구자민 이사와 진행한 인터뷰 내용이다.

임프리메드 구자민 이사 [사진: 김경환 학생기자]

Q. 임프리메드와 함께 간단한 자기소개 부탁드립니다.

안녕하세요, 저는 홍익대학교에서 화공과 조교수로 재직 중이며, 임프리메드의 공동 창업자이자 임프리메드 기술 관련 자문을 맡고 있는 구자민입니다.

저의 개인적인 이력으로는 생명화학공학을 전공하였고, 학부는 카이스트, 석사는 서울대, 그리고 박사는 스탠포드 대학에서 졸업을 했습니다. 2017년 4월에 학사를 졸업하고 2017년 5월에 현 임프리메드 대표와 함께 회사를 창업하였습니다.

한국과 미국에서 동시에 연구개발을 추진하면 더욱 효과적일 것이란 생각이 들어 양 국가에 법인을 설립하게 되었고, 이후 저는 한국에 거주하며 한국 법인의 연구개발 주도 및 기술 자문 역할을 맡고 있습니다.

현재 암 환자를 치료할 때 사용되는 항암제나 치료법들이 다양하게 존재하는데, 어떠한 항암제 또는 치료법이 사용되는가에 따라 환자의 예후가 달라지기도 합니다.

아무래도 암이라는 질병이 매우 이질적이고 복잡한 질병이기 때문에, 이 이질성과 복잡성을 잘 이해해야 환자에게 적합한 치료법을 찾을 수 있습니다. 이에 최적의 치료 전략을 세우고 가설을 세우는 것이 중요해졌습니다. 이를 정밀의료라고 부릅니다.

임프리메드는 이러한 정밀의료 분야에서 분석 서비스를 제공하는 회사입니다. 각 암 환자 분들이 본인에게 가장 적합한 치료제로 치료받을 수 있도록 도움을 주는 것을 목표로 하고 있습니다.

현재 서울아산병원, 서울성모병원, 강릉아산병원, 울산대학교 의대, 서울대학교 의대 등 다양한 병원들 및 대학들과 협업하여 AI 모델을 만들고 있습니다.

Q. 임프리메드는 “환자의 살아있는 암세포를 이용한 분석 결과와 인공지능 모델을 이용”하여 항암 치료제 반응 및 예후 예측 서비스를 제공하는 회사입니다. 암세포와 항암제 분석, 그리고 이를 위한 인공지능 모델을 연구 및 개발하게 된 계기와 그 과정이 궁금합니다.

저와 현 임프리메드 대표님은 박사 때부터 정밀의료 분야의 회사 설립에 관심이 많았습니다.

특히 대표님 같은 경우 신약 개발을 하는 회사에서 약 4년 정도 연구를 진행했는데, 그때 아무리 좋은 약을 만들더라도 신약을 만들고 인허가 받는 과정에서 대략 10년의 시간이 소요가 되는 것을 알게 되었습니다. 이 기간 동안 치료를 제대로 받지 못하고 죽는 환자 분들도 많이 있었고요.

이 뿐만 아니라 스탠포드에서 열린 각종 의학 세미나에 참여하며 이미 수백 개의 항암제가 승인을 받았음에도 불구하고 각 환자에게 맞춤화되어 효과적으로 사용되지 않는 것 같다는 생각을 갖게 되었습니다.

이러한 생각들이 발전하여 새로운 시장을 개척하는 것보다 기존에 존재하는 치료제들을 환자에 맞춰 잘 선별하여 선택을 돕는 회사를 만들면 환자들의 치료 결과가 좋아지는 데에 기여할 수 있을 것이라는 생각에 도달했고, 회사를 설립하게 되었습니다.

임프리메드 임성원 대표 (왼)와 구자민 이사 (오) [출처: 임프리메드 홈페이지]

회사를 설립하고 직면한 문제 중 하나가 암세포의 특징이었습니다. 암세포는 환자 몸에서 떼어낼 경우 단시간 내에 죽습니다. 이 때문에 암세포를 떼어낸 후 연구하는 것이 쉽지 않았습니다.

저와 대표님은 박사과정을 밟으며 어떤 용액이나 실험 절차가 암세포가 환자 몸 밖에서도 오랫동안 살 수 있게 돕는지 연구했고, 이 연구에 주력하여 약 1주일가량 살아있을 정도로 유도하는 용액과 실험 절차를 개발하는 데 성공했습니다.

이 연구를 통해 임프리메드는 환자 별로 암세포를 받아 어떤 약에 잘 반응하는지 측정을 할 수 있게 되었고, 이를 이용한 분석 결과를 제공하는 회사로 성장하였습니다.

Q. 임프리메드는 현재 설립된 지 약 7년이 되었는데, 회사를 운영하며 어떤 어려움이 있으셨는지에 대해서 한 말씀 부탁드립니다.

회사를 운영하며 경험한 어려움 중 하나는 초기 투자금 유치 문제입니다.

먼저 투자금 이전에 인허가의 문제가 미국과 한국 두 법인 모두에게 큰 고민거리로 다가왔습니다. 사람과 관련된 정보들이나 검체를 활용하는 행위를 미국과 한국 모두 정부 차원에서 까다롭게 규제를 하고 있기 때문에, 회사 내에서 개발한 기술을 사람에게 바로 적용하기 어려웠습니다.

이 때문에 아무리 좋은 연구 결과가 나와도 투자금 유치에 어려움을 겪었습니다.

임프리메드는 이러한 초기 어려움을 극복하기 위해 인허가가 까다로운 사람에 대한 연구에만 집중하기보다 반려동물 쪽으로도 연구를 진행하고 이를 바탕으로 한 서비스를 제공하는 방향으로 전환하였습니다.

사실 개나 고양이와 사람이 종으로서는 분명 다르지만 암이라고 하는 질환을 치료하는 것과 관련하여 유사한 점이 많습니다. 임프리메드는 반려견 암 환자 (암을 가진 반려견)을 돕기 위해 여러 기술을 개발했는데, 많은 부분들이 사람 암 환자를 위한 기술을 개발하는 데에 적용이 가능한 것을 발견했습니다.

그러한 부분을 바탕으로 사람 쪽 연구 개발도 진행하며 좋은 논문들을 출판할 수 있었고, 이를 학회에서 발표하는 모습을 여러 기업들이 높게 평가한 것 같습니다.

현재는 많은 연구 데이터가 쌓이고, 매출이 매년 약 두 배 가까이 성장하는 모습을 보여주다 보니 많은 회사들로부터 인정을 받고 투자금을 받을 수 있게 되었습니다.

특히 작년의 경우 ‘소프트뱅크 벤처스 아시아’라는 회사에서 가장 많은 투자금을 받았고, 결과적으로 약 300억 정도의 투자금을 유치하였습니다.

또다른 어려움은 한국 법인에 국한된 문제인 인재 채용 문제입니다.

한국 법인은 미국 법인에 비해 규모가 작은 회사이다 보니 좋은 사람을 채용하기 어려웠습니다. 

특히 국내에 있는 좋은 연구자분들 또는 사원분들이 임프리메드와 같은 벤처회사에 취직하는 것에 “회사가 망하면 어떻게 될까” 또는 “회사에서 제대로 된 대우를 못 해주는 것은 아닐까”와 같은 두려움이 있다고 생각합니다.

단적인 예시로 미국의 경우 데이터 박사를 한 명 채용하겠다는 공고를 올리면 10일 만에 약 230명의 지원자들이 모집 지원을 합니다. 이 중에는 MIT나 스탠포드 출신 분들도 많습니다.

그러나 한국에서 데이터 과학자 모집 공고를 하면 2주가 지나도 한두 명 지원합니다. 이러한 현실로 인해 좋은 직원을 채용하기 위한 노력은 현재까지도 진행 중입니다.

Q. 임프리메드코리아팀은 “병원에서 채취한 암세포의 활성도를 높게 유지하는 독보적인 기술”을 보유하고 있는 것으로 알고 있습니다. 이 기술에 대해 자세한 설명 부탁드립니다.

세포가 환자 몸 밖에서도 높은 활성도를 유지할 수 있는 환경을 찾아내는 것은 임프리메드뿐만 아니라 소위 말하는 ‘환자 몸에 있는 세포를 떼어낸 후 이를 연구 분석하는 회사’들의 공통적인 숙제입니다.

결국 환자 몸 안에 있을 때의 세포가 가지고 있던 특성을 유지할 수 있도록 하기 위해서는 용액과 환경 조성 제공이 가장 중요한 연구인 것입니다.

임프리메드는 회사를 창업한 후 초기에 약 6개월 간 이 연구에 집중했고, 이 덕분에 암세포가 체외에서도 높은 활성도를 유지할 특정 용액과 환경 조성 방법을 찾아냈습니다. 그중 어떤 부분은 특허 출원도 안 하고 영업 비밀로 보유하고 있고요.

자세히 설명을 드리지는 못하겠지만, 세상에 존재하는 수십만 가지의 화학물들을 어떠한 비율로 어떻게 조합하는지에 따라 성능이 천차만별로 달라지는데, 임프리메드는 최적의 비율과 조합 방식을 확보했다고 생각하시면 좋을 듯합니다.

임프리메드의 소개글 [출처: 임프리메드 홈페이지]

Q. 현재 많은 의료 서비스 기업들이 AI 기술을 활용하여 항암 치료효과를 예측하는 서비스를 제공하고 있습니다. 다른 경쟁사와 비교하여 임프리메드만의 차별점은 무엇이라고 생각하십니까?

임프리메드의 차별점이자 강점은 크게 두 가지가 있습니다.

먼저 임프리메드는 방대한 데이터베이스를 지닌 회사라는 점입니다. 임프리메드는 반려견, 반려묘, 사람 암 환자들로부터 수백, 수천 개의 암 세포 검체를 받아 오랜 기간 동안 검체 분석 연구를 진행했습니다.

수많은 연구를 진행하며 저희는 분석한 결과의 데이터, 즉 환자들의 치료 방법, 생존 기간, 치료 반응 여부 등의 방대한 통합 데이터베이스를 보유한 회사가 될 수 있었습니다.

특히 반려견과 반려묘의 혈액암 연구의 경우 세계에서 가장 방대한 규모의 빅데이터를 구축하고 있스습니다. 아직까지 저는 임프리메드가 보유한 데이터베이스 크기 부분에 있어 전 세계 유일무이하다고 생각을 합니다.

두번째 강점은 약물 감수성 검사, 즉 ‘환자 몸 안에서 암세포가 항암제에 어떠한 반응을 보일지를 측정하는 기술’을 보유한 회사들 중에서도 가장 다양한 종류의 질환에 이 기술을 적용해본 회사라는 점입니다.

단적인 예시로 림프종, 백혈병, 그리고 다발골수종이라는 혈액암을 지닌 개와 고양이, 사람 모두에게 이 기술을 적용해 보았고, 그 외에도 면역 자가면역질환인 류마티스 관절염과 같은 암 외의 질환을 앓고 있는 환자들에 대한 검체에도 적용해 보았습니다.

다른 회사들은 보통 약물 감수성 검사를 단일 질환에 환자들에게만 테스트하는 경향을 보입니다. 그러나 임프리메드는 약물 감수성 검사를 다양한 종류의, 그리고 많은 수의 환자분들을 대상으로 테스트한 경험이 있습니다. 이를 통해 방대하고도 다양한 데이터를 보유할 수 있게 되었습니다.

종합적으로 말씀드리자면 데이터라는 것은 결국 기업의 무형 자산인데, 임프리메드는 이 보유량이 질적으로 그리고 양적으로 타 회사에 우세를 보이는 회사입니다.

Q. 임프리메드가 사용하는 AI 기술은 어떠한 방식으로 연구를 돕습니까? AI 기술과 치료 연구 접목에 대해 대표님은 어떠한 의견을 가지고 계십니까?

인공지능 모델의 활용은 임프리메드의 연구 개발에 있어 큰 도움을 주고 있습니다. 개인적으로 서울대에서 석사 과정을 지내며 인공지능 관련 연구를 진행한 적이 있는데, 이때 인공지능이 매우 복잡한 데이터를 잘 이해하며 이를 바탕으로 좋은 판단을 낼 수 있는 기술이라고 생각했습니다.

암은 매우 이질적이고 복합적인 형태를 지니고 있고 또 현재 다양한 항암제와 치료 방법이 존재하기 때문에, 방대한 데이터를 처리하기 위해서는 데이터 처리 능력이 뛰어난 인공지능 기술이 필요할 것이라 예상했습니다.

예를 들어 어떠한 약들의 조합이 특정 환자의 암 치료에 도움을 주는지 확인하기 위해서는 여러 데이터를 종합하여 예측해야 합니다. 약의 종류, 환자의 나이 및 특이사항, 암의 형태 등의 데이터를 취합하여 인공지능으로 예측했을 때 기존 실험적으로 측정한 결과보다 훨씬 더 정확하다는 것을 확인하였습니다.

즉 임프리메드는 인공지능 모델을 통해 여러 복합적인 상황을 가정한 데이터를 활용한 결과를 예측하고 있습니다.

임프리메드의 업무 과정 설명 [출처: 임프리메드 홈페이지]

Q. AI 기술을 개발하기 위해서는 의료분야보다 인공지능 개발분야 전문가가 필요할 것 같습니다. 따로 개발자를 채용하여 개발을 진행하시는 건지, 아니면 아웃소싱과 같이 다른 방법을 사용하시는 건지 궁금합니다.

현재 임프리메드는 자체적으로 AI를 전문적으로 연구하시는 분들의 연구 결과를 참고하여 활용하는 방식을 채택하고 있습니다.

비록 자체적으로 AI 모델을 개발하는 회사는 아니지만, 데이터를 적용하는 과정에서 모델의 예측 방식 설계를 잘하고 있다고 생각하고 있습니다. 실제로 2년 연속 국내 TOP 100대 AI 기업에 선정된 적도 있고요.

AI 과학자 분들의 경우 미국 법인과 한국 법인에 각각 두 분, 총 네 분이 계십니다. 개인적으로 저희가 사용하고자 하는 AI 기술은 결국 확률 통계 분야라고 생각하는데, 이 분야 관련하여 좋은 이력과 경력을 가진 분들입니다.

Q. 사람을 대상으로 한 맞춤형 치료 지원 서비스는 현재 개발 진행 중인 것으로 알고 있습니다. 이에 대한 개발 현황에 대해 설명 부탁드립니다.

다발골수종 환자를 위한 기술 같은 경우에는 신규성과 진보성을 인정받아서 지금 인허가를 받고 있는 단계에 있습니다.

백혈병과 림프종을 위한 기술과 같은 경우에 있어서는 마치 유전자 검사하듯이 약물 감수성 검사를 할 수 있도록 인허가와 관련된 부분을 해결을 하였고, 더 체계적으로 일관된 품질로 제공할 수 있도록 연구하고 있습니다.

일관된 품질로 데이터를 측정을 하고 분석하는 기관에게 부여되는 GLP, GMP 그리고 GCP 라는 기관 인증이 있는데, 현재 이러한 기관 인증을 바꾸는 단계이기 때문에 이를 마치는 대로 조속히 환자들에게 서비스를 제공할 수 있을 거라고 기대하고 있습니다. 

이에 반해 대신 제약회사와 협업할 때에는 인허가나 필요 규제가 존재하지 않다 보니, 실제로 세계적인 다국적 제약회사가 신약 개발하는 과정에서 저희 기술로 혈액암 질환 환자분들에게 그들이 보유한 신약 후보 물질이 얼마나 효과적일 수 있을지 평가해 달라는 연구 개발 서비스를 요청받아 제공하기도 했습니다.

Q. 사람이 아닌 반려동물의 암 관련 정밀의료 서비스를 제공하는 것이 매우 흥미롭습니다. 이러한 서비스를 시작하게 된 계기가 무엇입니까?

반려동물을 대상으로 연구를 진행하기로 결정한 계기는 다양한 데이터 습득 가능성과 인허가 규제로부터 자유롭다는 점입니다.

임프리메드를 설립할 당시 사람과 관련된 연구 개발을 하고 사업화를 하고 싶었는데, 인허가 관련 규제가 존재할 뿐만 아니라 환자로부터 검체를 받기도 쉽지 않고 연구 데이터를 모으기도 어려웠습니다.

어떻게 연구 개발을 시작하면 좋을지 많은 고민을 하였고, 사람 혈액암 환자 수에 비해 동물 혈액암 환자 수가 약 10배 이상 많다는 통계를 발견했습니다. 참고로 혈액암은 일종의 림프종인데, 사람의 발병 빈도는 타 암에 비해 낮아 전체 암 환자의 약 5프로 미만이 림프종 환자인 반면 개에게는 가장 흔한 암입니다. 

또한 동물 관련 인허가 규제가 상대적으로 거의 존재하지 않다는 점을 발견하였고, 이에 계획한 연구를 진행할 수 있었습니다.

반려동물 암 관련 연구를 진행하게 된 또다른 이유는 혈액암을 앓는 반려동물과 사람이 동일한 약으로 치료를 한다는 점을 발견했습니다. 특히 ‘CHOP’ 항암제 조합을 치료에 사용합니다.

이에 저희는 반려동물들을 대상으로 연구 개발을 하여 많은 경험과 데이터가 쌓이게 된다면 사람 관련 연구에도 그대로 적용할 수 있게 될 것이라는 생각을 하게 되었습니다.

감사하게도 현재까지 굉장히 좋은 반응이 있어서 미국에서는 매달 수백 마리가 넘는 반려동물 암환자들을 대상으로 서비스를 제공하고 있습니다. 이와 관련하여 미국 전역에 약 300명이 넘는 반려동물 종양 수의사 분들과 100여 개에 달하는 전문병원 항암 치료를 할 수 있는 전문병원, 그리고 미국 40개가 넘는 주들에 존재하는 반려동물 관련 기관들과 함께 일하고 있습니다.

한국의 경우 올해 초부터 서비스 제공을 시작을 하였고, 올해 안에 약 500 마리 이상의 반려동물 암환자분들에게 도움이 될 수 있을 것이라 예상하고 있습니다.

이후 한국 지사를 통해 일본, 대만, 싱가포르와 같은 인접 아시아 국가에서도 임프리메드의 반려동물 암 관련 정밀의료 서비스를 제공하기 위해 사업의 확장을 계획하고 있습니다.

Q. 임프리메드의 단기 목표와 장기 목표가 무엇입니까? 회사의 향후 계획과 비전에 대해 말씀해주시기 바랍니다.

임프리메드의 단기 목표는 올해 안에 이루고 싶은 목표들로 이루어져 있습니다. 첫 번째는 현재까지 약 4000 마리가 넘는 반려동물 암환자들에게 서비스를 제공을 했는데, 올해 말까지는 만 마리 이상의 반려동물 암환자들에게 도움이 되는 회사가 될 수 있도록 성장을 하고 싶습니다. 

이를 위해 반려견에만 국한되는 게 아니라 더 다양한 반려동물 환자분들, 특히 고양이 환자분들에게도 더 많은 서비스를 제공하는 기업이 되고 싶습니다.

임프리메드의 두 번째 단기 목표이자 올해 가장 큰 목표는 사람 쪽 관련된 서비스를 올해 안에 인허가와 인증을 마무리하여 실제로 사람 환자 암 환자분들이 치료를 받을 때 도움이 될 수 있는 서비스를 판매하는 회사로 성장하는 것입니다.

임프리메드의 장기 목표는 암환자 분들이 암 판정을 받으셨을 때 가장 먼저 저희 기업을 떠올리시고, 또 이러한 기대에 부응하는 믿을 수 있는 기업이 되는 것입니다.

현재 혈액암이나 자가 면역질환과 같이 혈액 내 세포들과 관련된 질환의 경우 치료를 받기 전 먼저 유전자 검사를 받습니다. 이후 각 환자들은 본인에게 적합한 치료 방법과 항암제 등을 처방받습니다.

암 또는 자가 면역질환과 관련된 환자에게 효과적인 치료법 추천과 생존 기간의 연장을 이루는 데에 도움을 주는 서비스를 제공하는 대표적인 기업이 되고 싶습니다.

궁극적으로는 혈액암과 자가 면역질환에 있어서는 세계 최고의 분석 서비스를 제공을 하는 회사로 거듭나고 싶습니다. 

매우 어려운 꿈이라고 생각이 드는데, 그래도 재미있고 가치가 있다고 생각을 합니다. 임프리메드가 의료 기술과 의료 데이터 부분에서 세계를 선도하는 인프라를 구축하여 미국의 인프라와의 접점을 잘 활용한다면 가능하지 않을까라고 조심스럽게 생각하고 있습니다.

Q. 마지막으로 의료계에 종사하시는 분들 또는 경영자 분들에게 격려나 조언 한 마디 부탁드립니다.

개인적으로 지금이 의료와 관련된 종사하시는 분들, 특히 의사분들, 공학자분들, 그리고 의료 서비스와 사업을 하시는 분들에게 매우 중요하고 좋은 시기라고 말씀드리고 싶습니다.

먼저 활용할 수 있는 툴들이 굉장히 많아지고 있습니다. AI 기술의 성장을 통해 약물감수성과 관련한 기술들이 빠르게 발전되고 있고, 또 이를 자유롭게 쓸 수 있는 상황이기 때문에 다양한 기술을 의료 분야에서의 문제를 해결하는 데 활용할 수 있는 현실이라고 생각합니다.

물론 현재 경제 상황이 어렵기는 하지만 우리나라와 민간 투자자들 모두 세심하게 투자할 대상 혹은 지원할 대상을 찾고 있을 뿐이지, 꾸준히 좋은 기업들을 대상으로 투자가 이루어지고 있습니다.

단적인 예시로 임프리메드도 작년에 300억이라는 꽤 큰 금액을 투자 받을 수 있었고, 이를 바탕으로 연구 개발에 집중하고 있습니다.

아무리 어려운 환경이지만 조금 더 인내를 하며 투자금 유치와 같은 좋은 기회를 잘 잡는다면, 그리고 이를 바탕으로 성공적인 연구 개발을 달성한다면, 한국뿐만 아니라 세계를 선도하는 많은 기술들을 만들 수 있지 않을까라고 생각합니다.