한국재료연구원(KIMS)은 바이오·헬스재료연구본부 정호상 박사 연구팀이 침, 점액, 소변 등 체액 내 암 대사체의 광신호를 증폭하고, 이를 인공지능(AI)으로 분석해 암을 진단하는 혁신적인 센서 소재 개발에 성공했다고 12일 밝혔다.
이 기술은 기존의 혈액 채취, 조직검사 같은 침습적 방식이 아닌 체액으로부터 암 환자의 대사산물 및 변화량을 신속하게 고감도로 검출해 암을 진단하는 비침습적 기술이다.
'비칩습'이란 피부 관통 또는 신체에 고통을 주지 않고 질병을 진단하고 치료하는 방법을 말한다.
연구팀은 삼성서울병원 정병호 교수팀과 폐암 환자의 침을 수집해 암 병기(stage, 진단 단계)를 구분하는 기술을 완성했다.
폐암 환자의 경우 정상인과 다른 휘발성 유기화합물이 침에 녹아들어 폐암 대사산물로 존재한다.
연구팀은 이를 종이 기반의 센서를 통해 검출해 정상인과 폐암 환자를 구분하고, 폐암 병기도 인공지능으로 구분했다.
라만신호(광학신호)를 1억배 이상 증폭하는 플라즈모닉 소재를 통해 체액 내 대사산물의 신호를 고감도로 검출하는 데 성공했다. 이어 인공지능 분석과 수학적 모델링 계산을 통해 바이오마커(질병 진단에 활용할 수 있는 표지자)를 제안하고 진단에 활용하게 했다.
연구팀은 전남대병원 유수웅 교수팀과는 점액을 통한 비침습 암 진단 기술을 개발했다.
먼저 대장내시경 케이블에 점액 내 분자의 라만신호를 증폭하는 플라즈모닉 바늘을 삽입했다.
대장내시경 케이블 끝에 달린 카메라가 종양 위치를 찾으면 플라즈모닉 바늘 표면에 점액을 묻힌다. 이런 방식으로 점액 성분을 분석해 대장암을 진단하는 데 성공했다는 게 연구팀 설명이다.
연구팀은 지난해에는 소변을 이용한 암 진단 기술을 개발한 바 있는데, 올해는 소변에서 여러 암의 보유 여부를 한꺼번에 알아내는 수준까지 기술을 고도화시켰다.
연구책임자인 정호상 박사는 "개발된 기술은 암 진단뿐만 아니라 진단법이 잘 알려지지 않은 시냅스 질환(파킨슨병·뇌전증 등) 등에도 확장할 수 있는 기술"이라며 "국민이 체감할 수 있는 기술을 개발하는 데 앞장서겠다"고 말했다.
김현국 기자
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