나노기술ㆍAI 활용해 혈액 속 엑소좀 분석
피 한 방울로 30분 만에 폐암을 진단할 수 있는 기술이 개발됐다. 게티이미지뱅크
피 한 방울로 30분 만에 폐암을 진단할 수 있는 새로운 기법이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
김현구 고려대 구로병원 흉부외과 교수와 최연호 고려대 바이오의공학부 교수 공동연구팀이 나노기술과 인공지능(AI)을 활용해 혈액 속 암 진단 바이오마커인 엑소좀(exosome)을 분석, 정상세포와 폐암세포를 95%의 정확도로 구분하는 데 성공했다.
연구 결과는 ‘딥러닝 기반 인공지능 모델을 활용한 엑소좀 분석을 통한 초기 폐암 진단’이라는 제목으로 화학ㆍ나노기술 분야 국제저명학술지 'ACS Nano(IF:14.5) 5월호에 실렸다.
혈액 속을 떠다니는 엑소좀은 몸속 깊숙한 종양세포의 정보를 간직하고 있어 암 진단을 위한 바이오마커로 주목을 받고 있다.
연구팀은 이에 착안해 정상인 20명과 비소세포폐암 1, 2기 환자 43명의 세포 배양액에서 엑소좀을 분리한 뒤 표면 증강 라만 분광학 기반의 나노기술을 활용해 라만 분광학 신호 2,000여 개를 검출했다.
이렇게 검출된 신호를 활용해 딥러닝 기반 AI 모델을 훈련시켰고 정상세포와 폐암세포 엑소좀을 95% 정확도로 구별하는 데 성공했다. 또 폐암 환자의 엑소좀을 폐암세포 유래 엑소좀과 비교해 84%의 민감도와 85%의 특이도로 분류했다.
폐암을 혈액으로 진단할 수 있는 기술은 지금도 있지만 50% 정도의 환자에서만 진단이 가능해 실질적으로 활용되기 어려웠다.
김현구 교수는 “이 기술을 활용하면 방사선 피폭의 우려가 있는 컴퓨터단층촬영(CT) 검사를 하기 전에 혈액검사로 폐암 가능성이 있는 군을 미리 선별해 필요할 때에만 CT 검사를 하면 된다”며 “특히 폐암 1기 환자도 비교적 정확히 판별해 낼 수 있었다는 점에서 의의가 크다”고 했다.
최연호(왼쪽부터), 김현구, 신현구 교수
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