피 검사로 6대 암 (폐암, 췌장암, 위암, 대장암, 간암, 유방암) 동시 조기 진단 기술 개발

고려대 바이오의공학부 최연호 교수, 고려대 구로병원 심장혈관흉부외과 김현구 교수, 주식회사 엑소퍼트 공동 연구팀은 암종마다 별도로 엑소좀을 검출할 필요 없이 종합적인 엑소좀의 패턴 변화를 나노 기술과 인공지능 기술로 분석해 한 번의 테스트만으로 6종 암에 대한 정보를 한 번에 획득할 수 있는 기술을 개발했다고 3월 28일 밝혔다. 

 

 

 

 

피 검사로 6대 암 (폐암, 췌장암, 위암, 대장암, 간암, 유방암) 동시 조기 진단 기술 개발

 

 

연구팀은 혈액 속에는 있는 엑소좀이라는 물질에 주목했다. 엑소좀은 몸속 종양세포의 분자정보를 간직한 상태로 혈액 속에 풍부하게 존재해 있다. 세포들은 엑소좀이라는 입자를 이용해 서로 정보를  주고 받는다. 엑소좀은 세포의 종류 혹은 상태에 따라 다른 메시지를 포함하고 있어서, 혈액으로부터 엑소좀을 분리한 후 메시지를 잘 읽어낸다면 원래의 세포 더 나아가 그 세포를 가지고 있는 사람이 특정 질병이  있는지 없는지 비교적 쉽게 조기에 알아낼 수 있다. 

 

연구팀은 혈액으로부터 엑소좀을 분리하고 표면증강라만분광학 바이오센싱 기술을 통해 엑소좀의 분자구조 패턴을 대변할 수 있는 2만 개 이상의 라만신호 데이터를 확보했다. 이 데이터를 기반으로 6종의 암을 동시에 식별하는 인공지능 알고리즘을 구현했으며 알고리즘 학습에 이용하지 않은 정상인 520명과 암 환자의 엑소좀 정보를 분석했다.

 

 

 

 

이 결과 폐암, 췌장암, 유방암, 대장암, 위암, 간암을 97% 정확도로 암의 존재를 감지할 수 있었고, 90%의 민감도와 94%의 특이도를 달성했다.

또 이 기술은 암의 존재 뿐 아니라 평균 90% 이상의 정확도로 암종의 종류까지 식별해 냈다. 특히 2개 이하의 초기 암에서도 88%의 암 진단 민감도를 나타냈고, 76%의 환자에게 암종 정보를 정확하게 판별해 내 암 조기 진단을 위한 액체생검 기술로서의 가능성을 보였다.   

 

최연호교수는 "이번 연구로 최근 암 진단 분야 화두인 다중암 조기 발견이 바능해질 수 있다"며 "아직 암이 발견되지 않은 초기 암 환자를 더 빨리 치료 단계로 유도해 사망률뿐 아니라 암 관리 비용도 크게 낮출 수 있을 것으로 기대한다"라고 말했다. 

 

김현구 교수는 "소량의 혈액에서 분리한 엑소좀 이라는 물질을 분석해 다양한 암종과 초기 암을 높은 정확도로 진단할 수 있다"며 "고비용의 방사선 영상 진단 방법과 비교해 환자의 의료비 부담을 낮출 수 있고, 초기 암 진단을 통한 최적의 치료로 환자의 예후에 긍정적인 영향을 줄 수 있을 것으로 기대한다"라고 했다.

 

 

피 검사로 6대 암 동시 조기 진단 기술 개발

 

 

연구팀은 이 기술의 특허를 출원했고 실제 진단검사 영역에서 기술을 빠르게 상용화할 수 있도록 본격적인 개발과 인허가 절차에 착수하고 있다. 

기술개발과 함께 상용화를 추진하고 있는 주식회사 엑소퍼트는 올해 말 폐암 진단용 인공지능 소프트웨어에 대한 식약처 임상시험 진입을 목표로 하고 있으며 이번 다중암 동시 조기진단에 대한 기술도 상용화하기 위해 노력하고 있다. 

 

이번 연구는 범부처전주기의료기기연구개발사업단과 서울산업진흥원의 지원을 받아 이뤄졌으며 연구 결과는 세계적 권위의 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 지난 3월 24일 실렸다.