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피 한방울로 30분 만에 '폐암 진단 기법' 개발고대 연구팀 "나노 기술로 조기발견 어려운 폐암 1기 진단 가능, 생존율 향상 기대"

[의학신문·일간보사=진주영 기자] 최연호 고대 바이오의공학부 교수와 김현구 고대구로병원 흉부외과 교수 공동연구팀은 나노기술과 인공지능을 활용해 혈액 속 암 진단 바이오마커인 엑소좀을 분석, 정상 세포와 폐암 세포를 95%의 정확도로 구분하는데 성공했다고 11일 밝혔다.

(좌측부터) 최연호 고대 바이오의공학부 교수, 김현구 고대구로병원 흉부외과 교수, 신현구 제1저자

이 기술을 활용하면 조기발견이 어려웠던 폐암 1기 환자도 피 한 방울로 약 30분 만에 폐암 여부 확인이 가능해, 조기진단을 통한 생존율 향상에 크게 기여할 수 있을 전망이다.

이번 연구팀이 개발한 기법은 84%까지 폐암여부를 진단할 수 있어 정확도가 높을 뿐만 아니라, 폐암의 진행단계까지 예측이 가능하다고 한다.

연구팀은 정상인 20명과 비소세포폐암 1,2기 환자 43명의 세포 배양액에서 엑소좀을 분리한 뒤 표면 증강 라만 분광학 기반의 나노기술을 활용해 라만 분광학 신호 2000여 개를 검출했다.

이렇게 검출된 신호를 활용해 연구팀은 딥러닝 기반 인공지능 모델을 훈련시켰고 그 결과 정상세포와 폐암 세포 엑소좀을 95% 정확도로 분별하는데 성공했다. 또한 폐암 환자의 엑소좀을 폐암 세포 유래 엑소좀과 비교해 약 84%의 민감도와 85%의 특이도로 분류하는 데도 성공했다.

최연호 고대 바이오의공학부 교수는 “연구 결과는 엑소좀 분석기법과 딥러닝 인공지능을 활용한 진단법의 폐암 조기 진단법으로의 유용성을 입증하는 결과다"며 “폐암 1기에 대한 진단은 물론, 폐암 기수가 높을수록 수치가 유의미하게 상승하고 정확도도 높아져 폐암 진행 단계 예측도 가능하다는 점에서 의미가 크다”라고 설명했다.

김현구 고대구로병원 흉부외과 교수는 “이 기술을 활용하면 방사선 피폭의 우려가 있는 CT검사 시행 전에 혈액검사를 통해 폐암 가능성이 있는 군을 사전 선별해, 필요한 경우에만 CT검사를 시행할 수 있다”며 “특히 폐암 1기 환자도 비교적 정확하게 판별해 낼 수 있었다는 점에서 의의가 크다"고 말했다.

더불어 연구 논문 ‘딥러닝 기반 인공지능 모델을 활용한 엑소좀 분석을 통한 초기 폐암 진단’은 한국연구재단의 이공분야기초연구사업, 한국보건산업진흥원의 연구중심병원 육성 R&D 사업의 지원으로 수행됐다.

한편 이번 연구에는 최연호 교수가 대표이사로 운영하고 있는 고대 의료기술지주 회사 엑소퍼트의 기술이 활용됐다.

엑소퍼트는 암환자 혈액 내의 엑소좀을 보다 높은 순도로 빠르게 분리해낼 수 있는 분리키트와 엑소좀을 이용한 암 진단기기를 개발하는 기업으로, 향후 정상인 및 환자 약 400명을 대상으로 고대 구로병원을 포함한 5개 병원이 참가하는 다기관 연구를 계획 중이다.

진주영 기자  pearlzero21@bosa.co.kr

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