정재호 교수팀, 미국 연구진과 공동 개발
위와 대장암 치료의 정밀도 한 단계 높여
연세대학교 의과대학은 미국의 메이요클리닉, 밴더빌트대학교 메디컬센터와 공동 연구를 통해 면역항암제 적응 여부를 분석하는 AI 모델을 개발했다고 27일 밝혔다.
이 모델은 암환자의 조직 병리 이미지를 정밀 분석해 해당 환자가 면역항암제 치료에 효과를 보일 가능성을 예측한다. 이번 연구 결과는 국제 학술지(npj Digital Medicine) 최신호에 게재됐다.
면역항암제는 체내 면역세포가 암세포를 인식하고 제거하도록 유도하는 방식으로 작용한다. 그러나 치료 효과는 암세포가 가진 유전적 특성에 따라 크게 달라진다.
특히 위암과 대장암에서 면역항암제 효과를 기대할 수 있는 환자는 ‘고빈도 마이크로새틀라이트 불안정성(MSI-H)’이라는 유전자 특성을 보이는 경우가 많다.
MSI-H는 돌연변이가 많은 세포 유형으로 면역세포가 암을 ‘외부 침입자’로 인식하기 쉬워 치료 반응이 높다. 문제는 기존 검사 방식으로는 암세포 조직 전체에 퍼져 있지 않고 일부 부위에만 존재하는 MSI-H를 놓치기 쉽다는 점이다.
이번에 정재호 연세의대 교수팀이 개발한 AI 모델 ‘MSI-SEER’는 이러한 한계를 넘어선다. 암 조직 병리 이미지를 수천 개의 작은 타일 이미지로 분할한 뒤 각 영역별로 MSI-H가 존재할 확률을 정량적으로 분석하고 시각화한다.
AI는 판단의 신뢰도까지 제시해 의료진이 예측 결과를 해석하는 데 객관적 근거를 확보할 수 있게 한다.
이번 연구는 AI 모델이 기존 검사 방식으로는 진단되지 않았던 MSI-H 환자를 찾아낸 사례도 보고했다. 연구팀이 임상 활용 가능성을 평가한 시험에서 기존에는 MSI-H 음성으로 판정돼 면역항암제를 사용하지 않았던 위암·대장암 환자들에게서 AI 모델이 MSI-H 존재를 탐지했다.
정재호 연세의대 위장관외과 교수는 “암세포 내 유전적 특징을 정확히 파악하는 것이 환자 치료의 방향을 결정짓는다”며 “이번 AI 모델은 임상의가 보다 명확한 판단을 내릴 수 있도록 지원하는 진단 보조 도구로써 큰 의미를 가진다”고 말했다.
함께 연구에 참여한 황태현 미국 밴더빌트대학교 메디컬센터 외과 교수는 “이번 AI 기술은 단순한 자동 분석을 넘어, 의사의 전문성과 인공지능의 연산 능력이 협력하는 진정한 의료 AI의 시작점”이라고 강조했다.
연세의대 연구팀은 앞으로 이 AI 모델을 실제 임상환경에 적용할 수 있도록 추가적인 검증 및 기술 고도화를 진행할 계획이다.
vrdw88@fnnews.com 강중모 기자
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