대구가톨릭대, AI로 mRNA 백신 품질 예측한다… 10억원 규모 연구

약학부 최두형 교수 연구팀, 산자부·KEIT 주관 과제 참여
mRNA 백신 제조 전주기 데이터 AI로 분석
정부 연구개발비 10억원 지원… 2030년까지 연구

대구가톨릭대학교 연구팀이 인공지능(AI)을 활용해 mRNA(메신저 리보핵산) 백신의 품질 변화를 미리 예측하고 제조 과정에서 발생하는 이상을 조기에 찾아내는 기술 개발에 나선다.

대구가톨릭대는 약학부 최두형 교수 연구팀이 산업통상부와 한국산업기술기획평가원(KEIT)이 주관하는 'AI 활용 백신 제조변동성 제어 및 지능형 품질관리 시스템 개발' 과제에 공동연구기관으로 참여한다고 11일 밝혔다.

이번 연구는 GC녹십자가 주관하고 대구가톨릭대와 국립목포대, 전남바이오진흥원이 공동연구기관으로 참여한다. 연구 기간은 2026년부터 2030년까지 4년 6개월이며, 대구가톨릭대 연구팀은 정부 연구개발비 10억원을 지원받는다.

연구의 핵심은 mRNA 백신을 만드는 전 과정에서 쌓이는 데이터를 AI로 분석해 완성된 백신의 품질을 사전에 예측하는 것이다. 백신은 원료의약품(DS)부터 완제의약품(DP) 생산까지 여러 공정을 거치는데, 이 과정에서 발생할 수 있는 품질 변동과 이상 징후를 AI로 빠르게 파악해 제조조건을 조정하는 기술을 개발한다.

최 교수 연구팀은 mRNA 백신 제조 전주기 데이터를 연계·분석하는 AI 모델을 구축한다. 이를 통해 최종 제품의 품질 변화를 예측하고 공정 이상 가능성을 조기에 탐지해 제조조건을 선제적으로 보정할 수 있는 공정제어 기술을 개발할 계획이다.

특히 설계기반 품질고도화(QbD)와 공정분석기술(PAT), 설명가능한 인공지능(XAI)을 접목한다. AI가 단순히 품질 이상 여부를 예측하는 데 그치지 않고 제조 과정의 어떤 변수가 품질 변화에 영향을 줬는지까지 분석할 수 있도록 하는 것이 목표다.

개발된 기술은 화순 바이오특화단지와 GC녹십자 화순공장의 mRNA-LNP 의약품 제조·품질관리기준(GMP) 생산시설을 활용해 실제 제조환경에서 검증한다. 연구진은 이를 토대로 백신 생산 과정의 품질 편차를 줄이고 실시간 품질 예측과 이상 탐지가 가능한 지능형 제조·품질관리 체계를 구축할 예정이다.

최두형 대구가톨릭대 교수는 "산업 현장의 제조 인프라와 대학·연구기관의 연구 역량을 연계해 AI 기반 백신 제조·품질관리 기술을 실제 제조환경에서 검증하는 연구"라며 "제조 전주기 데이터 분석과 AI 품질예측·공정제어 기술을 개발해 백신 제조기술 고도화에 기여하겠다"고 말했다.