피 한 방울로 약 30분 만에 폐암 여부를 가려낼 수 있는 방법이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 인공지능(AI)과 나노 기술을 활용한 방법으로 폐암 조기 진단에 한 발자국 성큼 다가섰다는 평가다.
이 기술을 활용하면 조기 발견이 어려운 폐암 1기 진단도 가능해 국내 암 사망률 1위인 폐암 환자의 생존률 향상도 기대된다.
고려대 바이오의공학부 최연호 교수와 고려대 구로병원 흉부외과 김현구 교수 공동연구팀은 나노 기술과 AI를 활용해 혈액 속 암 진단 바이오마커인 ‘엑소좀(Exosome)’을 분석, 정상 세포와 폐암 세포를 95%의 정확도로 구분하는데 성공했다고 11일 밝혔다.
이 기술을 통해 조기 발견이 어려웠던 폐암 1기 환자도 피 한 방울로 약 30분 만에 폐암 여부 확인이 가능할 것이란 게 연구팀의 전망이다.
폐암은 많은 경우 치료가 어려운 3기 이상에서 발견돼 사망률이 매우 높은 주요 암 중 하나로, 초기인 1~2기에 진단되면 생존율을 크게 높일 수 있는 것으로 알려져 있다.
따라서 폐암을 초기에 진단하기 위한 기법들이 활발히 연구되고 있는데, 그중 혈액 속을 떠다니는 엑소좀은 몸 속 깊숙한 종양세포의 정보를 간직하고 있어 암 진단을 위한 바이오마커로 주목받고 있다.
폐암을 혈액으로 진단하는 기존 기술은 50% 정도 환자에서만 가능해 실질적으로 활용되기 어려운 한계가 있었다.
연구팀은 정상인 20명과 비소세포폐암 1·2기 환자 43명의 세포 배양액에서 엑소좀을 분리한 뒤 ‘표면 증강 라만 분광학(Surface-enhanced Raman Spectroscopy)’ 기반의 나노기술을 활용해 라만 분광학 신호 2000여 개를 검출했다.
이렇게 검출된 신호를 활용해 딥러닝 기반 AI 모델을 훈련시켰고 정상 세포와 폐암 세포 엑소좀을 95% 정확도로 분별했다. 또 폐암 환자의 엑소좀을 폐암 세포 유래 엑소좀과 비교해 약 84%의 민감도와 85%의 특이도로 분류하는 데 성공했다.
최연호 교수는 “이들 연구 결과는 엑소좀 분석 기법과 딥러닝 인공지능을 활용한 진단법의 폐암 조기 진단법으로의 유용성을 입증한 것”이라며 “폐암 1기에 대한 진단은 물론, 폐암 기수가 높을수록 수치가 유의미하게 상승하고 정확도도 높아져 폐암 진행 단계 예측도 가능하다는 점에서 의미가 크다”고 설명했다.
김현구 교수는 “이 기술을 활용하면 방사선 피폭 우려가 있는 CT검사 시행 전에 혈액검사를 통해 폐암 가능성이 있는 대상을 사전에 선별하고 필요한 경우에만 CT검사를 시행할 수 있다”며 “특히 폐암 1기 환자도 비교적 정확하게 판별해 낼 수 있었다는 점에서 의의가 크다. 앞으로 폐암 조기 진단과 이를 통한 생존율 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 연구 결과는 화학 및 나노기술 분야 국제학술지(ACS Nano)’ 최신호에 게재됐다.
민태원 의학전문기자 twmin@kmib.co.kr
GoodNews paper ⓒ 국민일보(www.kmib.co.kr), 무단전재, 수집, 재배포 및 AI학습 이용 금지
