생명연 "초기 간암도 조기진단…정확도 95% 이상"

초기 간암도 높은 정확도로 조기진단 할 수 있는 새로운 진단기술이 개발됐다.

한국생명공학연구원(이하 생명연)은 김대수·한태수 박사 연구팀과 경북대 허근 교수 연구팀이 혈액 속 초미세 입자(엑소좀)의 마이크로 RNA 분석과 인공지능(AI) 학습방법으로 간암을 조기진단 할 수 있는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

한태수 박사팀 연구원 단체사진. 한국생명공학연구원 제공

간암은 세계적으로 사망률이 매우 높은 암 중 하나다. 국내에선 암 사망률 2위를 차지하고, 미국을 기준으로는 5년 생존률이 22% 안팎에 불과할 만큼 치명적인 질병으로 손꼽힌다.

간암을 초기에 발견하면 절제 수술, 간이식, 고주파 소작술 등으로 치료 성공률을 높일 수 있다. 하지만 현재 널리 사용되는 혈액검사 지표인 알파태아단백(AFP)은 간암 환자에게서 높게 나타나는 것은 물론 간경변, 기타 간 질환에서도 수치가 높아질 수 있어 위양성 결과를 초래할 가능성이 있다.

그간 정확하고 신뢰성 높은 조기진단 기술개발이 요구돼 온 이유다.

연장선에서 공동연구팀이 개발한 기술은 초기단계의 간암을 높은 정확도로 판별, 조기 치료 가능성을 높인다는 점에서 의미를 갖는다.

인체 내 세포는 엑소좀(Exosome)이라는 작은 주머니 속에 여러 분자 신호를 담아 혈액으로 내보낸다. 간암이 발생하면 엑소좀 안에 들어 있는 마이크로RNA의 종류와 양도 눈에 띄게 달라진다.

이에 착안해 공동연구팀은 간 질환이 단계별로 진행되는 동물모델을 만들어 실제 사람 환자의 혈액 샘플과 비교 분석하고, 간암에서 뚜렷하게 양이 많아진 8종의 엑소좀 마이크로 RNA를 찾아냈다. 간암 환자의 혈액 속에서 건강한 사람과 간경변 환자보다 8종의 엑소좀 마이크로 RNA가 다량 관찰된 것이다.

공동연구팀의 간암 조기 진단기술은 8종의 엑소좀 마이크로RNA와 기존 AFP 수치를 AI에 동시 학습시키는 방식으로 '다중 바이오마커 기반 진단모델'을 개발해 완성됐다.

이 모델을 통해 건강인과 간암 환자, 간경변 환자와 간암 환자, 초기 간암 환자와 건강인, 간경변 등을 구분해 실험하는 과정에선 간암을 구별해 내는 정확도가 95~100%까지 높아졌다.

이번 연구 성과는 엑소좀 마이크로RNA를 조기 간암 진단 지표로 확립하고, AI 기반의 다중 바이오마커 모델을 임상에 적용할 수 있는 가능성을 입증했다는 데 있다.

무엇보다 공동연구팀 개발한 기술은 향후 다른 암종 진단과 맞춤형 건강검진으로 영역을 확장할 수 있어 학문·산업적 가치가 크다는 평가를 받는다.

한태수 박사는 "공동연구팀이 개발한 진단모델은 동물부터 사람의 혈액까지 단계적으로 검증을 진행해 신뢰성을 높였다"며 "특히 소량의 혈액만으로도 초기 간암 여부를 판단할 수 있는 점은 간암 조기 검진의 새로운 표준이 될 잠재력을 가졌다"고 말했다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부의 개인기초연구사업과 범부처 재생의료기술개발사업, 생명연 주요사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구 성과(논문)는 최근 합성생물학 분야 국제학술지 'Cancer Communications' 온라인판에 게재됐다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr