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Wired AI 32일 전

AI가 항생제 내성 극복을 돕는 방법

IMP
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핵심 요약

매년 수백만 명의 사망을 유발하는 항생제 내성 문제를 해결하기 위해 AI 기반 진단 기술과 신약 발굴이 활용되고 있습니다. AI는 기존 며칠씩 걸리던 내성 균 진단을 99% 이상의 정확도로 신속하게 수행할 수 있게 해주며, 구글 딥마인드 등의 AI는 연구진이 10년 걸린 내성 기작을 단 48시간 만에 밝혀내는 혁신을 보여주었습니다. 이에 따라 제약사의 신항생제 개발 유인을 높이기 위한 구독형 결제 모델 등 새로운 정책적 노력도 동반되고 있습니다.

번역된 본문

항생제 내성은 매년 100만 명 이상의 사망을 초래하고 추가로 거의 500만 명의 사망에 영향을 미치며 급속히 커지고 있는 공중 보건 위기입니다. 이러한 감염은 일반적인 감염보다 치료가 더 어렵고 비용이 많이 들며, 입원 기간을 길어지게 하여 병원과 환자 모두의 비용 부담을 가중시킵니다. 치료는 대부분 의사의 추측에 의존하여 이루어집니다. 영국 임페리얼 칼리지 런던 글로벌 보건 혁신 연구소 소장인 아라 다르지(Ara Darzi) 외과 의사는 AI 기반 진단이 더 나은 방법을 제공한다고 말합니다. "우리는 지금 2026년에 서 있으며, 이 위기의 첫 번째 진정한 변곡점에 서 있습니다."라고 다르지는 4월 16일 런던에서 열린 WIRED Health에서 말했습니다.

항생제의 남용과 오용, 그리고 신약 개발 부족이 내성 미생물의 증가를 부추기고 있습니다. 세균이 자신을 즉각적으로 죽이지 못하는 수준의 항생제에 노출되면, 생존을 위해 방어 기제를 발달시킵니다. 불필요한 처방은 세균이 면역력을 갖게 하여 생명을 구하는 약물들을 무용지물로 만듭니다. 이는 중증 감염 환자를 위한 치료 옵션이 점차 줄어들고 있음을 의미합니다. 이 문제는 앞으로 더욱 악화될 전망입니다. 2024년 의학 저널 '랜싯(The Lancet)'에 발표된 보고서에 따르면, 약물 내성 감염은 2050년까지 4,000만 명의 사망을 초래할 수 있다고 예측했습니다.

항생제 내성 감염 여부를 확인하기 위한 전통적인 진단은 샘플에서 세균을 배양해야 하므로 보통 23일이 걸립니다. 하지만 패혈증과 같은 일부 감염증의 경우 환자에게는 그 시간조차 없습니다. 치료가 지연될 경우 매시간 사망 위험이 49%씩 증가합니다. 검사 결과를 기다리는 동안 의사들은 어떤 항생제를 사용할지 최선의 판단을 내려야만 합니다. AI 기반 진단은 이러한 결정을 내리는 데 도움을 줄 수 있습니다. 다르지는 "AI 기반 진단은 추가적인 실험실 인프라 없이도 99% 이상의 정확도를 달성하고 있습니다."라고 말했습니다. 그는 이러한 신속 진단은 세계의 농촌 및 외딴 지역에서 특히 필요하다고 덧붙였습니다. 세계보건기구(WHO)는 항생제 내성률이 동남아시아와 지중해 동부 지역에서 가장 높아 2023년 보고된 감염의 3분의 1이 내성을 보였다고 추정했습니다. 아프리카에서는 5건 중 1건이 내성 감염이었습니다.

AI는 또한 내성 감염을 위한 신약을 발굴하고 내성 세균의 확산을 예측하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 영국 국민보건서비스(NHS)는 항생제 내성과 싸우기 위해 구글 딥마인드(Google DeepMind)와 협력하여 AI 시스템을 개발하고 있습니다. 한 시연에서 이 시스템은 단 48시간 만에 이전에는 알려지지 않았던 내성 기작을 파악했는데, 이는 임페리얼 칼리지 런던 연구진들이 이해하는 데 10년이 걸렸던 미스터리를 해결한 것입니다. 다르지는 자동화된 실험실과 결합하면 하루 24시간 내내 수백 개의 병렬 실험을 수행하는 것이 이제 가능하다고 말했습니다. 딥러닝 모델은 이제 며칠 만에 수십억 개의 분자 구조를 스크리닝할 수 있으며, 생성형 AI는 자연계에 존재하지 않는 화합물을 설계하는 데 사용되고 있습니다.

하지만 주요 제약 회사들은 경제적 모델이 망가졌기 때문에 항생제 개발을 포기했습니다. 신항생제는 내성을 방지하기 위해 사용을 보류해야 하지만, 제약 회사들은 대량 판매를 기반으로 수익을 얻습니다. 기업이 이 분야에 머물기 위한 유인이 거의 없는 것입니다. 다르지는 새로운 항생제 개발을 장려하기 위해 새로운 지불 모델이 필요하다고 주장했습니다. 2024년 영국은 넷플릭스식 지불 모델의 시범 프로그램을 시작했는데, 정부는 처방량이 아닌 신항생제 접근 권한에 대해 제약 회사에 고정된 연간 구독료를 지불합니다. 스웨덴 역시 판매량과 부분적으로 분리된 모델을 실험하고 있습니다. 그는 "앞으로 100년 동안 의학의 형태를 결정할 질문은 우리가 대응할 도구가 있느냐가 아닙니다. 우리에게는 도구가 있습니다."라고 말했습니다. "그 질문은 우리가 눈앞에 보이는 것을 심각하게 받아들일 인내심이 있느냐는 것입니다."

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Comment Loader Save Story Save this story Comment Loader Save Story Save this story Antibiotic resistance is a fast-growing public health crisis, causing more than a million global deaths annually and contributing to nearly 5 million more. These infections are more difficult and more expensive to treat than typical infections, and are responsible for longer hospital stays, driving up costs for hospitals and patients alike. Treatment mostly comes down to guesswork on the part of physicians. Ara Darzi, a surgeon and director of the Institute of Global Health Innovation at Imperial College London, says AI-powered diagnostics offer a better way. “We're standing, right now, in 2026, at the first genuine inflection point in this crisis,” Darzi said on April 16 at WIRED Health in London. The overuse and misuse of antibiotics and a lack of new drug development have been fueling the rise of resistant microbes. When bacteria are exposed to levels of antibiotics that don't immediately kill them, they develop defense mechanisms to survive. Unnecessary prescriptions allow bacteria to develop immunity, rendering life-saving medications ineffective. It means a dwindling list of treatment options for patients with serious infections. The problem is set to get worse. A 2024 report in The Lancet predicted that drug-resistant infections could cause 40 million deaths by 2050. Traditional diagnostics to determine an antibiotic-resistant infection usually take two to three days, as they require culturing bacteria from a sample. But for some infections, such as sepsis, that is time patients don’t have. For every hour of delayed treatment, the risk of death increases by between 4 to 9 percent. While waiting for test results, doctors must use their best judgement in choosing which antibiotics to use. AI-based diagnostics could help inform those decisions. “AI-powered diagnostics are achieving accuracy above 99 percent without additional laboratory infrastructure,” Darzi said. These types of rapid diagnostics are especially needed in rural and remote areas of the world, he added. The World Health Organization estimates that antibiotic resistance is highest in southeast Asia and the eastern Mediterranean, where one in three reported infections were resistant in 2023. In Africa, one in five infections was resistant. AI could also help discover new drugs for resistant infections and predict the spread of resistant bacteria. The UK’s National Health Service is working with Google DeepMind to develop an AI system to combat antibiotic resistance. In one demonstration, the system identified previously unknown mechanisms of resistance in just 48 hours , cracking a mystery that had taken researchers at Imperial College London a decade to understand. Paired with an automated laboratory, Darzi said it’s now possible to run hundreds of parallel experiments around the clock. Deep learning models can now screen billions of molecular structures in days, while generative AI is being used to design compounds that do not exist in nature. Yet major pharmaceutical companies have dropped antibiotic development because of a broken economic model. New antibiotics would need to be reserved to prevent resistance, but pharma companies profit based on high-volume sales. There’s little incentive for companies to stay in the game. Darzi argued that new payment models are needed in order to encourage the development of new antibiotics. In 2024, the UK began a pilot program for a Netflix-style payment model in which the government pays a fixed annual subscription fee to a pharmaceutical company for access to new antibiotics, not for the volume prescribed. Sweden is also experimenting with a partially delinked model. “The question that will determine the shape of medicine for the next 100 years, is not whether we have the tools to respond. We have the tools,” he said. “The question is whether we have the character to take seriously what we are seeing.”