'이 환자에 면역항암제 효과 있을까' 치료반응 예측 AI모델 개발

암세포 사진 분석해 면역항암제 치료 효과 내는 유전자 변이 파악

연세대 의대 정재호 교수 "면역항암제 치료 효과에 대한 근거 제시"

(서울=연합뉴스) 김잔디 기자 = 환자에 따라 효과가 달라질 수 있는 면역항암제의 치료 반응을 예측 가능한 인공지능(AI) 모델이 나왔다.

연세대 의대 외과학교실 정재호 교수(연세암병원 위장관외과)는 미국 메이요 클리닉, 밴더빌트대학교 메디컬센터 연구진과 함께 환자의 암세포를 분석해 면역항암제 투여 시 효과를 볼 수 있을지를 사전에 확인하는 AI 모델을 개발했다고 27일 밝혔다.

면역항암제는 인체의 면역체계를 활성화해 체내 면역세포가 암세포를 공격하도록 유도하는 치료제다. 환자의 유전적 특성에 따라 치료 효과가 달리 나타나거나 아예 없을 수도 있어 적합한 환자군을 찾아 투여하는 게 중요하다.

위암, 대장암의 경우 'MSI-H'(고빈도 마이크로새틀라이트 불안정성) 유전자 변이가 나타나는 환자에게서 면역항암제의 치료 효과가 높은 편이다.

기존에는 환자의 MSI-H 보유 여부를 판별하려면 세포 조직을 염색한 뒤 현미경으로 관찰하는 면역조직화학염색 방법 등을 사용했지만, 암세포 내에서 MSI-H가 눈에 잘 띄지 않는 특정 부위에만 있으면 찾아낼 수가 없다는 한계가 있었다.

연구팀이 개발한 AI 모델은 암세포 사진을 수천 개의 작은 사진으로 잘게 나누고, 이후 모든 사진을 분석해 영역별로 MSI-H가 있을 확률을 계산해서 존재 여부를 확인한다.

특히 암세포 내 MSI-H가 정확히 어디에 있는지, 얼마나 있는지를 구체적으로 제시해 의사에게 면역항암제 사용 여부에 대한 객관적인 판단 근거를 제시해준다는 게 연구팀의 설명이다. AI 모델이 스스로 도출한 예측에 대한 신뢰도도 같이 제공한다.

연구 과정에서 AI 모델로 기존 검사 결과를 뒤집은 사례도 나왔다.

연구팀이 AI 모델의 임상적 활용 가능성을 평가하는 시험에 참가한 위암 및 대장암 환자 일부는 기존 검사법에선 면역항암제 사용이 무의미하다고 판정받았지만, AI 모델에서는 MSI-H가 발견돼 면역항암제 치료를 받게 됐다. 해당 환자들에게서 면역항암제가 치료 효과를 낸다는 사실도 확인됐다.

정 교수는 "환자의 암세포를 얼마나 정확하게 분석하느냐에 따라 치료법이 달라질 수 있다"며 "이번에 개발한 AI 모델은 면역항암제의 치료 효과에 대한 근거를 제시함으로써 의사의 처방을 도울 수 있을 것"이라고 말했다.

연구 결과는 'npj 디지털 메디신'(npj digital medicine) 최신호에 게재됐다.

jandi@yna.co.kr