혈액검사로 면역항암제 효과 예측하는 새 AI 도구
혈액검사로 면역관문억제제의 효과를 예측하는 인공지능(AI) 도구가 개발됐다. 기존 면역관문억제제 효과를 예측하기 위해선 일반적으로 고가의 유전체 검사를 받아야 했다. 종양 샘플을 채취해 효과를 가늠하는 방식은 환자의 부담이 컸다. 혈액을 채취하는 간단한 과정으로 면역항암제의 효과를 예측할 수 있게 되면 환자 편의성이 크게 향상될 것으로 기대된다.
루크 모리스 미국 마운트시나이 의대 교수가 이끄는 연구팀은 AI 기반 혈액검사로 면역관문억제제 효과를 예측하는 솔루션 '스콜피오'를 개발하고 연구 결과를 국제학술지 '네이처 메디신'에 6일(현지시간) 발표했다.
면역관문억제제는 암 치료에 높은 효과를 보이는 것으로 알려졌지만 상당수의 환자는 효과를 보지 못한다. 면역관문억제제는 암세포가 면역세포를 피해 가는 메커니즘을 억제해 면역세포가 암세포를 공격할 수 있도록 만드는 방식이다. 효과를 보려면 면역세포의 작동을 제어하는 표지자가 많이 발현되는 등 특정한 생리적 조건이 충족돼야 한다.
연구를 이끈 모리스 교수는 "면역관문억제제의 효과를 보지 못하는 환자들은 상당한 비용을 감당하는 동시에 심각한 부작용을 동반할 수 있다"며 "면역관문억제제의 효과가 있을 가능성이 가장 높은 환자를 확인하는 것이 매우 중요하다"고 설명했다.
연구팀은 간편한 혈액검사로 면역관문억제제의 효과를 예측하기 위해 AI 머신러닝(기계학습) 기법 중 하나인 '앙상블 기법'을 사용했다. 앙상블 기법은 여러 개의 AI 기반 예측 모델을 결합해 보다 정확한 예측 모델을 만든다. 연구팀은 면역관문억제제로 치료를 받은 환자 2000명의 데이터를 이 기법으로 학습해 예측 모델을 개발했다. 이 데이터에는 총 17가지 암 유형에 대한 환자 정보가 포함됐다.
개발된 예측 모델의 정확도를 확인·강화하기 위해 면역관문억제제로 치료받은 전세계 10개국 환자 4500명과 미국 마운트시나이병원 환자 1200명의 데이터 등을 활용했다. 총 21개 암 유형의 환자 1만 명의 데이터가 사용됐다.
스콜피오를 사용해 이 환자들의 6개월, 12개월, 18개월, 24개월, 30개월 후 생존율을 예측한 결과 종양을 활용한 생존율 예측보다 정확도가 더 높았다. 기계학습 모델의 성능을 평가하는 지표인 곡선아래영역(AUC) 값도 최대 1점에 0.7 이상까지 기록하며 우수한 수치를 보였다.
연구팀은 실제 의료 현장에서 스콜피오의 성능을 확인할 계획이다. 또 임상 현장에서 의사들이 손쉽게 이 도구를 사용할 수 있도록 인터페이스도 개선할 것이라고 밝혔다.
<참고 자료>
- 10.1038/s41591-024-03398-5
[박정연 기자 hesse@donga.com]
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