조기 폐암 재발 가능성, AI로 1년 전 예측

폐암 재발 가능성을 유의미한 수준으로 예측할 수 있는 인공지능(AI) 모델이 등장했다. 게티이미지뱅크 제공.

조기 비소세포폐암(NSCLC) 환자의 재발 위험을 최대 1년 전 예측할 수 있는 인공지능(AI) 모델이 개발됐다. 비소세포폐암은 폐암의 85%를 차지하는 가장 흔한 유형의 폐암이다. 

삼성서울병원은 김홍관 폐식도외과 교수, 정현애 혈액종양내과 교수 연구팀이 조기 비소세포폐암 환자의 재발 위험을 예측하는 AI 모델을 개발했다고 8일 밝혔다. 

비소세포폐암 조기 단계 환자는 대체로 수술로 치료를 받는다. 수술 이후에는 병기에 따라 3~6개월 간격으로 추적 검사를 받는다. 

같은 병기여도 환자마다 상태 및 종양 특성이 달라 재발 위험은 개인차가 있다. 연구팀은 환자별로 맞춤형 치료 전략을 수립할 수 있도록 조기 비소세포폐암 수술 환자의 임상·병리·검사 데이터를 종합해 재발 가능성을 예측하는 모델인 ‘레이더 케어(RADAR CARE)’를 개발했다.

연구팀은 레이더 케어를 이용해 2008년 1월부터 2022년 9월까지 삼성서울병원에서 수술받은 조기 비소세포폐암 환자 1만4177명의 데이터를 분석했다. 레이더 케어는 임상 정보, 병리검사 결과, 컴퓨터단층촬영(CT) 검사 결과 등 다양한 데이터를 동시에 처리하는 트랜스포머 기반 딥러닝 모델이다. 

연구 결과 레이더 케어의 성능(AUC)은 수술 시점 입력한 기초 자료만으로도 0.823을 기록했다. 수술 후 추적 검사 결과를 추가하면 성능이 0.854로 향상됐다. 모델 성능을 평가하는 지표인 AUC는 1에 가까울수록 완벽한 성능을 의미한다. 0.7 이상이면 양호한 모델로 간주된다. 

레이더 케어는 환자별 임상 정보와 검사 결과를 기반으로 1년 내 재발할 위험을 수치화했다. 연구팀은 레이더 케어가 산출한 점수를 기준으로 환자를 저위험군, 중간위험군, 고위험군으로 분류했다. 

폐암 병기와 별개로 레이더 케어의 점수가 높은 고위험군은 1년 내 재발률이 10%, 중간위험군은 5%, 저위험군은 1%를 보였다. 병기가 1기인 환자더라도 레이더 케어의 점수가 높으면 3기 환자보다 재발률이 높을 수 있고 3기 환자더라도 레이더 케어 점수가 낮으면 재발 가능성이 낮다는 의미다. 

실제 확인 결과 병기와 관계없이 레이더 케어 중위험군은 저위험군 대비 재발이나 사망 위험이 3.59배, 고위험군은 9.67배 높았다. 같은 병기 내에서는 고위험군이 저위험군보다 1기는 5.83배, 2기 1.75배, 3기 1.84배 재발 및 사망 위험이 컸다. 

연구팀은 레이더 케어 점수가 지속적으로 높은 환자는 보다 적극적인 치료를 받고 점수가 낮은 환자는 치료 기간을 단축하는 등 환자 맞춤형 치료 전략을 세울 수 있을 것으로 보았다. 

정현애 교수는 “우리나라 폐암 환자의 34.6%가 초기에 진단받지만 5년 생존율은 36.8%에 불과하다”며 “기존 병기 분류만으로는 환자의 예후를 정확히 예측하기 어려운 탓으로 이번에 개발한 모델이 환자에게 더 유리한 치료 방향을 정하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

김홍관 교수는 “레이더 케어는 어떤 전략을 세우느냐에 따라 같은 병기라도 치료 결과가 달라지는 걸 보면서 고민한 결과"라며 "많은 환자들이 안심하고 건강을 회복하는데 소중히 쓰일 것으로 기대한다”고 전했다. 연구결과는 미국임상종양학회저널 ‘JCO 정밀 종양학’ 최근호에 실렸다.

<참고 자료>
doi.org/10.1200/PO-25-00172

삼성서울병원 제공.

[문세영 기자 moon09@donga.com]