생명과학을 위한 빅데이터의 약속

생명과학 분야에 획기적인 변화의 바람이 불고 있다. 지난 몇 년 동안 생명과학 영역에서 공공 및 사설 연구기관, 제약 연구소, 병원, 임상 부문 간 협업이 급증했다. EMR(전자의무기록)의 도입과 인터넷 접속 등 생명과학 연구에 디지털 영역이 결합되면서 각 부문 간 협업과 데이터 공유 수준도 한층발전했다. 그리고 최근에는 빅데이터가 생명과학 연구의 발전 속도를 더욱 가속시키며 적용 범위 또한 확대되고 있다. 빅데이터는 협업의 개념을 완전히 다른 차원으로 끌어올리고 있다. 새로운 의료 기기와 약물 요법의 개발 및 테스트 방식뿐 아니라 임상 및 외과 수술 방식까지도 변화시키고 있으며, 향후 출현할 수 있는 새로운 종류의 전염병에도 맞서고 있다. 이러한 연구의 진전으로 전 세계 헬스케어 서비스는 완전히 새로운 시대를 맞게 될 것이다.

유전학 연구의 복잡성 해결

빅데이터 분석과 관련해 가장 잘 알려진 사례는 인간의 유전자와 그 기능을 연구하는 학문인 유전학(게놈)이다. 유전학은 물론 새롭게 등장한 학문은 아니다. 하지만 빅데이터 분석이 도입되면서 수백, 수천 명의 환자들에게서 축적된, 수만 건에 달하는 유전자 데이터를 관리할수 있게 됐으며, 이를 통해 생명과학 연구에도 근본적인 변화가 일고 있다. 과학자들은 이제 더 이상 몇몇 개인 혹은 몇몇 유전자에 초점을 맞추지 않아도 된다. 수천 명에 달하는 개인들 이 보유한 유전자 행태를 비교해 유사성과 패턴을 찾아낼 수 있게 되었기 때문이다.

생명과학 분야 연구자들이 겪는 가장 큰 어려움 중 하나는 끊임없이 생성되는 엄청난 양의 데이터를 관리하는 문제다. 바이오IT월드의 최근 조사에 따르면 차세대 염기서열을 이용하는 연구자들은 데이터의 관리, 저장, 분석을 가장 극복하기 어려운 과제로 꼽았다고 한다. 헬스케어 분야에 빅데이터를 도입해 얻을 수 있는 다양한 이점을 잠재성이 아닌 현실로 끌어올리려면 수많은 데이터를 제대로 관리할 수 있어야 한다.

여기가 바로 빅데이터 분석이 생명과학 연구를 근본적으로 변화시킬 수 있는 지점이다. 산재된 데이터를 축적·분석할 수 있게 되면서 생명과학 연구에 빅데이터를 효과적으로 활용할수 있게 됐다. 기존의 방대한 규모의 유전자 데이터와 환자 의료기록이 결합되면서 지금까지는 불가능했던 새로운 차원의 통찰력을 확보할 수 있게 됐고, 다양한 연구에 있어서도 큰 진전이 있었다. 이러한 연구 성과는 이미 개인 환자들의 암 치료에 활용되고 있다. 임상전문의들은 DNA 염기서열 분석 결과를 수천 명의 다른 사람들과 비교해 향후의 암 진행 경과를 예측하고, 이를 치료 방법으로 제안한다. 약물 요법을 수행하기 전에 종양을 배열할 수 있게 됐으며, 여기에 빅데이터 분석의 힘이 더해져 보다 낮은 비용으로도 놀라운 성과를 얻게 된 것이다.

염기서열에 대한 빅데이터 분석을 통해 수 주, 수천 달러가 소요되던 치료가 단 며칠 만에 수백 달러로 가능하게 됐으며, 앞으로 더 많은 환자들에게 이 혜택이 돌아갈 것이다. 뿐만 아니라 이전보다 유의미한 유전자 데이터를 활용할 수 있게 되면서 과학자들이 지난 수십 년간 축적해온 데이터 통합과 활용이 가능해졌다.

데이터는 복잡하지만 해답은 간단

때로는 간단한 해답이 복잡한 데이터에 가려지기도 한다. 빅데이터를 활용하면 헬스케어 서비스 품질에 큰 영향력을 미치는 작은 변화까지도 이끌어 낼 수 있다. 익히 알려진 대로 EMR(Electronic Medical Record: 전자의무기록)은 개인 의료기록을 활용 가능한 디지털 포맷으로 저장하는 시스템이다. 전자 포맷을 활용하면 연구자가 수천 건의 EMR 정보에 쉽게 접근할 수 있다. 또 EMR 데이터는 다양한 방법으로 활용할 수 있는 범용 데이터 풀과도 결합 될 수 있다. 이는 연구 기관 및 헬스케어 관련 기관들에게 꽤나 흥미로운 부분이다.

Hitachi, 빅데이터로 생명과학 연구 발전을 촉발시키다

Hitachi는 오랫동안 생명과학 연구를 지원해왔다. 빅데이터를 수집하는 인프라부터 이를 관련 기관들이 사용할 수 있도록 해주는 소프트웨어에 이르기까지 전방위의 지원을 아끼지 않는다. 생명과학 분야 내 끊임없는 변화들에도 불구하고 Hitachi가 지속적인 지원이 가능했던 이유는 하나의 커다란 청사진에 기반한 수많은 연구진들의 노력 덕택일 것이다. Hitachi는 임상 연구와 병원의 헬스케어 서비스, 사설 및 공공 부문의 기초 생명과학 연구, 제약 연구 등을 수행하는 헌신적인 의사와 과학자들의 활동을 전체적인 차원에서 조망한다. Hitachi의 목표는 이들 연구진의 연구 노력이 결실을 맺을 수 있도록 유용하고 실행 가능한 데이터에 쉽게 접근할 수 있도록 지원하는 것이다.

Hitachi는 데이터의 저장, 추출, 검토, 처리, 관리와 관련해 연구자들이 어려워하는 문제를 해결할 수 있도록 엔지니어링 솔루션에 중점을 두고 있다. 일례로 ‘Inspire the Genome’ 프로젝트에 그동안 축적해온 고도의 전문성을 제공한다. Hitachi는 유전자 데이터 분석용 클라우드 플랫폼을 개발하기 위해 기초과학 및 DNA 염기서열 연구 분야에서 오랜 기간 히타치 솔루션(Hitachi Solutions)과 협력해왔다. 이를 통해 유전자 정보를 저장할 공간과 방대한 범위를 아우르는 연구 데이터 분석 툴을 제공하며, 한층 더 진보된 차원의 혁신을 기대하고 있다. 유전자 클라우드 플랫폼은 연구진, 임상전문의뿐 아니라 환자들에게도 유전자 매핑(Mapping) 데이터, 인간 염색체 분석 툴, 그리고 궁극적으로는 올바른 치료방법 수립에 활용 가능한 데이터에 접근할 수 있도록 해주는 안정적인 포탈로 자리매김할 것이다.

이러한 정보에 접근하는 인프라와 툴을 제공하기 위해 이미 많은 연구진들과 협력 체계도 구축했다. 일례로 HDS(Hitachi Data Systems)는 방광암 치료에 매진할 세계 최고의 연구소를 설립하기 위해 세계적인 수준의 한 대학과 협력하고 있다. 이 프로젝트에 참여하는 연구진은 지난 수년간 자신이 근무하는 병원에서 치료받은 수많은 환자의 임상 및 유전자 데이터를 수집해왔으며, HDS는 이 데이터를 몇몇 공공 방광암 데이터 세트와 통합하기 위해 협업 중이다. 이렇게 통합된 데이터에 빅데이터 분석을 적용하면 이 대학의 연구 성과는 통찰력과 가치 측면에서 한층 더 높은 수준으로 발전할 수 있다. 뿐만 아니라 HDS는 그동안 축적해온 방대한 데이터에 연구자들이 더 쉽게 접근할 수 있도록 세계 최고 수준의 유전자센터들과도 협력하고 있다. 이러한 데이터의 상당수는 현재 시간 및 비용 측면에서 상당히 접근이 비효율적인 오프라인 아카이브(archive)^[각주:1]에 저장돼 있지만 궁극적으로는 신속한 접근이 가능하도록 온라인 저장소로 옮겨져야 할 것이다.

세상을 바꾸는 빅데이터의 위력

빅데이터에 기반한 생명과학 연구가 전 세계적으로 활성화됨에 따라 생명과학 연구와 헬스케어 서비스는 최종적으로 하나의 커다란 임상 실험으로 융합될 수도 있을 것이다. 이렇게 되면 전 세계의 많은 사람들이 전보다 더 높은 품질의 헬스케어 서비스를 훨씬 더 낮은 비용으로 이용할 수 있게 된다. Hitachi는 이러한 연구 지원과 연구자들이 가장 크게 어려움을 겪는 문제에 대해 적절한 해답을 제시하는 빅데이터 관련 기술과 리소스를 제공하고 있다.

1. 1) 아카이브(archive): 사용 빈도가 적은 정보를 기록ㆍ보존하기 위한 파일의 일종으로 마이크로 필름 등이 많이 사용된다. [본문으로]