2026년 바이오의약품 산업은 인공지능 기술의 본격적인 적용으로 패러다임의 전환점을 맞고 있다. 글로벌 AI 기반 신약개발 시장은 2025년 197억 달러에서 올해 280억 달러로 42% 성장했으며, 이는 전통적인 신약개발 방식의 근본적 변화를 의미한다. 특히 신약개발에 소요되는 평균 기간이 기존 10-15년에서 7-10년으로 단축되면서, 제약업계 전반의 투자수익률(ROI)이 크게 개선되고 있다. 미국 FDA는 2025년 한 해 동안 AI 기반으로 개발된 신약 승인 건수가 전체의 23%를 차지했다고 발표했으며, 이는 2023년 8%에 비해 급격한 증가세를 보여준다.
한국의 바이오의약품 산업 역시 이러한 글로벌 트렌드에 발맞춰 급속한 변화를 겪고 있다. 한국바이오협회에 따르면 국내 바이오기업의 AI 도입률이 2025년 34%에서 올해 51%로 증가했으며, 정부의 K-바이오 뉴딜 2.0 정책에 힘입어 관련 투자도 크게 늘어났다. 삼성바이오로직스를 비롯한 주요 바이오기업들은 AI 기반 신약개발 플랫폼 구축에 총 3조 2천억 원을 투자하겠다고 발표했으며, 이는 한국 바이오산업이 글로벌 경쟁에서 우위를 점하기 위한 전략적 선택으로 평가된다. 특히 개인맞춤형 치료법(Personalized Medicine) 분야에서 AI 활용도가 높아지면서, 환자 개별 유전정보를 바탕으로 한 정밀의료 시장이 급성장하고 있다.
글로벌 제약업계의 선두주자들은 AI 기술을 통해 신약개발의 효율성을 극대화하고 있다. 미국의 존슨앤드존슨(Johnson & Johnson)은 2025년 AI 기반 신약개발에 78억 달러를 투자했으며, 이를 통해 개발 중인 파이프라인의 성공률을 기존 12%에서 18%로 향상시켰다고 발표했다. 스위스 로슈(Roche)는 자체 개발한 AI 플랫폼 ‘Pharma AI’를 통해 항암제 개발 기간을 평균 3.2년 단축시키는 성과를 거뒀으며, 이는 연간 15억 달러의 비용 절감 효과를 가져왔다. 한편 화이저(Pfizer)는 머신러닝 알고리즘을 활용해 기존 승인 약물의 새로운 적응증을 발굴하는 ‘약물 재창조(Drug Repurposing)’ 프로그램을 통해 2025년 4개의 신규 적응증을 확보했다.
AI 기반 신약개발의 기술적 진보와 시장 영향
AI 기반 신약개발 기술은 2026년 들어 더욱 정교해지고 있으며, 특히 딥러닝과 자연어처리 기술의 발달로 방대한 생물학적 데이터의 분석 능력이 크게 향상되었다. 구글 딥마인드의 알파폴드(AlphaFold) 기술이 단백질 구조 예측 정확도 94.2%를 달성하면서, 타겟 단백질에 대한 이해도가 혁신적으로 개선되었다. 이는 신약 후보물질의 설계 과정에서 시행착오를 크게 줄여주며, 전임상 단계의 성공률을 기존 40%에서 62%까지 끌어올리는 결과를 가져왔다. 미국 국립보건원(NIH)의 연구에 따르면, AI 기반으로 설계된 신약 후보물질들이 전통적 방법 대비 부작용 발생률이 평균 35% 낮은 것으로 나타났다.
분자 생성 AI(Generative AI for Molecules) 기술의 발전도 주목할 만하다. 영국의 엑사이언티아(Exscientia)가 개발한 AI 플랫폼은 2025년 강박장애 치료제 후보물질을 단 12개월 만에 설계해 임상 1상에 진입시켰으며, 이는 업계 평균 4-6년에 비해 획기적으로 단축된 기간이다. 캐나다의 아토맥스(Atomwise)는 자사의 AI 플랫폼 ‘AtomNet’을 통해 2025년 한 해 동안 847개의 신약 후보물질을 발굴했으며, 이 중 23개가 실제 전임상 시험에 진입하는 성과를 거뒀다. 이러한 기술적 진보는 제약업계의 연구개발 투자수익률을 크게 개선시키고 있으며, 글로벌 제약업계의 평균 R&D 투자수익률이 2023년 1.9%에서 2025년 3.4%로 상승했다.
한국 바이오기업들도 AI 기술 도입에 적극적으로 나서고 있다. 셀트리온은 2025년 AI 신약개발 전담 조직을 신설하고 미국 스탠퍼드 대학과 공동연구협약을 체결해 항체의약품 개발에 머신러닝 기술을 적용하고 있다. SK바이오팜은 자체 개발한 AI 플랫폼 ‘NEURO-AI’를 통해 중추신경계 질환 치료제 개발 기간을 30% 단축시키는 성과를 거뒀으며, 이를 바탕으로 2026년 3개의 신규 파이프라인을 임상시험에 진입시킬 예정이다. 삼성바이오로직스는 마이크로소프트와 전략적 파트너십을 맺고 클라우드 기반 AI 플랫폼을 구축해 바이오시밀러 개발 효율성을 높이고 있으며, 이를 통해 개발비용을 평균 25% 절감하는 효과를 얻고 있다.
개인맞춤형 치료의 상업화와 시장 기회
개인맞춤형 치료법 시장은 2026년 들어 본격적인 상업화 단계에 접어들고 있으며, 글로벌 시장 규모가 전년 대비 38% 성장한 740억 달러에 달할 것으로 전망된다. 특히 유전체 분석 비용이 2020년 1,000달러에서 현재 200달러 이하로 급격히 하락하면서, 개인맞춤형 치료의 경제적 접근성이 크게 향상되었다. 미국에서는 이미 주요 보험회사들이 유전자 검사 기반 치료법에 대한 보장 범위를 확대하고 있으며, 2025년 한 해 동안 개인맞춤형 치료를 받은 환자 수가 전년 대비 67% 증가한 280만 명에 달했다. 이러한 시장 확대는 제약업계의 새로운 수익원 창출로 이어지고 있으며, 개인맞춤형 치료제의 평균 가격이 기존 표준치료제 대비 2.3배 높게 책정되고 있다.
CAR-T 세포치료제 시장이 대표적인 성공사례로 주목받고 있다. 노바르티스(Novartis)의 킴리아(Kymriah)와 길리어드의 예스카타(Yescarta) 등 CAR-T 치료제 시장은 2025년 89억 달러 규모로 성장했으며, 2026년에는 120억 달러를 넘어설 것으로 예상된다. 특히 고형암 분야로의 적응 확대가 가속화되면서, 기존 혈액암 중심에서 벗어나 폐암, 유방암 등으로 치료 영역이 확장되고 있다. 중국의 전설바이오(Legend Biotech)는 2025년 다발성 골수종 치료제 ‘Carvykti’로 23억 달러의 매출을 기록했으며, 이는 개인맞춤형 치료제의 상업적 잠재력을 보여주는 대표적 사례다. 한국에서도 녹십자셀이 자체 개발한 CAR-T 치료제가 2025년 식약처 승인을 받아 상용화에 성공했으며, 연간 500억 원의 매출을 목표로 하고 있다.
유전자 편집 기술인 CRISPR의 발전도 개인맞춤형 치료의 새로운 가능성을 열어주고 있다. 미국의 에디타스 메디신(Editas Medicine)과 인텔리아 테라퓨틱스(Intellia Therapeutics)가 개발한 생체 내 유전자 편집(In-vivo Gene Editing) 기술은 2025년 임상시험에서 유전성 아밀로이드증 환자의 87%에서 질병 진행을 억제하는 성과를 보였다. 이는 기존 치료법으로는 불가능했던 근본적 치료의 가능성을 제시하며, 희귀질환 치료 시장에 새로운 전기를 마련하고 있다. 글로벌 유전자 편집 치료제 시장은 2026년 45억 달러 규모로 성장할 것으로 예상되며, 이 중 개인맞춤형 치료 분야가 60% 이상을 차지할 전망이다. 한국의 툴젠도 자체 개발한 CRISPR 기술을 바탕으로 유전성 실명 질환 치료제 개발에 성공해 2026년 하반기 임상 2상 진입을 목표로 하고 있다.
디지털 헬스케어와의 융합도 개인맞춤형 치료의 새로운 동력이 되고 있다. 웨어러블 기기를 통한 실시간 생체신호 모니터링과 AI 분석을 결합해 환자별 최적의 치료 프로토콜을 제공하는 서비스가 확산되고 있으며, 이는 치료 효과를 평균 28% 향상시키는 것으로 나타났다. 애플의 헬스킷(HealthKit)과 구글의 헬스 커넥트(Health Connect)를 활용한 개인맞춤형 치료 앱들이 2025년 누적 다운로드 1억 건을 넘어서면서, 디지털 치료제(Digital Therapeutics) 시장도 급성장하고 있다. 한국에서도 삼성헬스와 연계된 개인맞춤형 치료 솔루션들이 주목받고 있으며, 국민건강보험공단이 2026년부터 디지털 치료제에 대한 시범 급여를 시작할 예정이어서 시장 확대가 기대된다.
그러나 개인맞춤형 치료의 확산에는 여전히 해결해야 할 과제들이 남아있다. 개인정보 보호와 유전정보의 윤리적 활용 문제가 주요 쟁점으로 부상하고 있으며, 유럽의 GDPR과 같은 엄격한 규제가 시장 확산의 걸림돌이 되고 있다. 또한 개인맞춤형 치료제의 높은 가격이 의료 접근성을 제한하는 요인으로 작용하고 있어, 보험 급여 확대와 가격 정책 개선이 시급한 과제로 지적되고 있다. 제조 및 공급망의 복잡성도 상업화의 장애요인으로, 개인별 맞춤 생산 시스템 구축에 막대한 투자가 필요한 상황이다. 이러한 과제에도 불구하고 개인맞춤형 치료 시장은 지속적인 성장세를 보일 것으로 전망되며, 특히 아시아 시장에서의 성장 잠재력이 높게 평가되고 있다.
2026년 바이오의약품 산업의 AI 혁신과 개인맞춤형 치료법 발전은 단순한 기술적 진보를 넘어 의료 패러다임의 근본적 변화를 이끌고 있다. 전통적인 ‘만병통치’ 방식에서 ‘개인별 최적화’ 치료로의 전환은 환자 치료 성과를 크게 향상시키는 동시에, 제약업계에 새로운 비즈니스 모델과 수익 기회를 제공하고 있다. 한국 바이오기업들이 이러한 글로벌 트렌드에 적극적으로 참여하며 기술 경쟁력을 확보해 나가고 있는 점은 고무적이다. 향후 규제 환경의 개선과 보험 급여 확대, 그리고 제조 기술의 발전이 뒷받침된다면, 바이오의약품 산업은 인류 건강 증진에 더욱 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다. 투자자들에게는 기술력과 파이프라인 경쟁력을 갖춘 바이오기업들이 중장기적으로 높은 성장 잠재력을 보여줄 것으로 전망되며, 특히 AI 기술과 개인맞춤형 치료 분야에서 선도적 위치를 확보한 기업들의 투자 가치가 주목받고 있다.
