암은 초기단계에서 발견할 경우 더 나은 치료 기회가 주어지고, 생존률이 크게 향상될 수 있다. 하지만 암종별로 검사법이 서로 달라 검사 비용과 시간이 많이 소모되며, 특정 암종은 조기 발견이 어려운 경우가 많다.
이에 반해 액체 생검(Liquid biopsy) 기술은 혈액과 같은 체액 속에 존재하는 종양세포가 분비하는 물질을 체외에서 검출하는 방법으로, 혈액검사를 통해 암을 조기에 발견할 수 있어 암 치료와 예방 전략에 있어 핵심적인 역할을 담당할 것으로 기대받고 있다.
연구팀이 주목한 것은 혈액 속 엑소좀이라는 물질이다. 세포들은 엑소좀이라는 입자를 이용해 서로의 정보를 주고받고 영향을 끼친다. 이러한 엑소좀들은 세포의 종류 혹은 상태(정상 혹은 질병)에 따라서 다른 메시지를 포함하고 있다. 혈액으로부터 엑소좀을 분리한 후 메시지를 잘 읽어낸다면 원래의 세포 더 나아가 그 세포를 가지고 있는 사람이 특정 질병이 있는지 없는지를 비교적 쉽게 그리고 조기에 알아낼 수 있다.
엑소좀은 몸속 종양세포의 분자정보를 간직한 상태로 혈액 속에 풍부하게 존재해 차세대 암 바이오마커로 각광받고 있다.
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엑소좀·라만·인공지능(AI) 분석을 통한 암 진단 단계. |
연구팀은 암종마다 별도의 방법으로 엑소좀을 검출할 필요 없이 종합적인 엑소좀의 패턴 변화를 나노기술과 인공지능(AI) 기술로 분석해 한 번의 테스트만으로 6종 암에 대한 정보를 한번에 획득할 수 있는 기술을 개발했다.
연구팀은 이 기술로 폐암과 췌장암, 유방암, 대장암, 위암, 간암에 대해서 97%의 정확도(ROC 커브의 AUC 기준)로 암의 존재를 감지할 수 있었으며, 90%의 민감도와 94%의 특이도를 달성했다. 더 나아가 이 기술은 암의 존재 뿐 아니라 평균 90% 이상의 정확도로 암종의 종류 (Tissue of origin)까지 식별해낼 수 있었다.
특히 II기 이하의 초기 기수에서도 88%의 암 진단 민감도를 나타냈으며, 76%의 환자에서 암종 정보를 정확히 판별해내 암 조기진단을 위한 액체생검 기술로서의 가능성을 보였다.
최연호 교수는 “이번 연구를 통해 최근 암 진단 분야의 화두인 다중암 조기발견 (MCED )이 가능해졌다”며 “아직 암이 발견되지 않은 초기 암환자를 더 빨리 치료단계로 유도해 사망률 뿐 아니라 암 관리 비용도 크게 낮출 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
이번 연구결과는 세계적 권위의 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 현지 시간 3월 24일자 게재됐다.
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