수술과 동시에…AI로 뇌종양 유전자 분석한다

​​​​​​​​​​​​뇌종양 DNA를 실시간으로 분석해주는 인공지능 '참'이 개발됐다. 게티이미지뱅크

뇌종양 수술을 진행하는 동시에 뇌종양의 DNA를 실시간으로 분석해 종양의 분자 구조를 규명하는 인공지능(AI) 기술이 개발됐다. 집도의가 분석 결과를 토대로 어느 정도 종양 조직을 제거해야 하는지 결정하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다. 

유 쿤싱 미국 하버드대 의대 부교수 연구팀은 종양 DNA의 분자구조를 파악해 수술 집도의에게 실시간으로 정보를 전달하는 AI 기술을 개발했다고 7일(현지시간) 학술지 '메드'에 밝혔다. 

개발된 AI 기술의 이름은 '참(CHARM)'이다. 뇌조직 절단에 대한 조직 병리 평가와 검토를 해주는 기기라는 뜻이다. 

뇌종양 수술 집도의는 수술을 진행하는 동안 뇌종양의 조직을 채취해 냉동한다. 얼린 조직을 얇게 자른 뒤 사진을 찍어 그 사진을 인공지능에게 학습시키면 인공지능이 조직 속 DNA 분자 구조를 분석하는 원리다. 집도의는 분석 결과를 참고해 환자 뇌에서 얼마만큼의 종양 조직을 제거해야할지 결정할 수 있다. 

인체에 대한 공격성이 낮은 종양을 너무 많이 제거할 경우 환자의 신경학적, 인지적 기능에 영향을 미칠 수 있다. 반대로 공격성이 높은 종양을 너무 적게 제거하면 추후 악성 종양으로 발전해 수술 후 암이 퍼질 가능성이 있다.

연구진은 참을 개발하기 위해 뇌종양 중 하나인 신경아교종을 앓고 있는 환자 1523명에게서 뇌종양 샘플 2334개를 채취했다. 참은 특수한 돌연변이 분자를 포함한 종양을 93%의 정확도로 구분해냈다. 또 신경아교종을 분자 형태에 따라 세 가지 종류로 구분한 뒤 종류에 맞는 진단을 내렸다. 

세포핵의 모양이나 주변 부종이 있는지도 파악해 다른 세포의 외관이 종양의 분자 구조 유형과 어떻게 다른지도 정확히 짚어냈다. 

연구진은 참이 "신경아교종 샘플을 기반으로 학습시킨 AI지만, 재학습을 통해 다른 뇌종양을 규명하는 데도 사용할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 또 "다른 연구자들도 참을 자유롭게 시험할 수 있다"라고 덧붙였다. 

참은 실제 병원에서의 도입을 앞두고 현재 임상시험과 미국 식품의약국(FDA)의 허가 절차를 남겨놓은 상태다.

[박건희 기자 wissen@donga.com]