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항암제 내성이 생기면 치료효과가 떨어지고, 재발이나 전이, 부작용으로 이어질 수 있다. 때문에 환자마다 다른 항암제 내성을 예측해 맞춤형 치료계획을 수립할 경우, 최적의 약물선택으로 치료효과는 높이고 비용은 절감하는 등 치료 패러다임 전환이 기대된다.
이번 연구(Tailored Chemotherapy: Innovative Deep-Learning Model Predicting Chemotherapy Response for High-Grade Serous Ovarian Carcinoma)는 송용상 교수와 명지병원 부인암 연구팀 김희연, 조현아, 이주원 연구원, 서울대 김세익 교수, 한동대 안태진 교수, 포어텔마이헬스 안은영 박사팀이 공동으로 진행했으며, 국제 SCI 저널인 Clinical and Translational Medicine 9월호에 게재됐다.
항암제 내성 예측 연구는 백금 기반 항암요법인 1차 보조화학요법을 대상으로 했다. 연구팀은 한국과 북미, 유럽에서 얻은 세 가지 유전자 자료를 분석해 31개 중요 유전자를 선정하고, AI분석기법인 딥뉴럴 네트워크 모델과 앙상블 전략을 활용해 항암제에 대한 저항성을 분석했다.
그 결과 항암제 내성 예측 정확도 85%(저항성 예측 민감도 100%)에 달하는 모델을 개발했으며, 이를 통해 난소암 환자에게 치료효과는 높고 부작용은 최소화한 맞춤형 치료계획을 제공할 수 있게 된다.
특히 TP53, E2F1, E2F4, HDAC1, HDAC2, MYC1 등의 유전자에 포함된 주요 경로는 화학내성 메커니즘을 예측하는데 중요한 역할로 이어져 향후 신약 개발에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 전망된다.
연구를 토대로 임상시험도 진행된다. 임상시험은 명지병원 송용상 교수와 강남세브란스병원 김재훈 교수를 중심으로 ▲명지병원 이연지 교수 ▲가톨릭대 의대 허수영 교수 ▲국립암센터 임명철 교수 ▲고려대 의대 이재관 교수 ▲삼성서울병원 이정원 교수 ▲분당서울대병원 노재홍, 서동훈 교수 ▲서울대병원 이마리아, 김세익 교수 ▲세브란스병원 이정윤 교수 ▲현대중앙병원 박정렬 교수가 다기관 협력연구 책임자로 참여한다.
이와 함께 정밀의료기기업체 포어텔마이헬스(CEO안태진, CTO안은용)와 메테오바이오텍(CEO 이충원, CTO이수민)가 액체생검 정밀의료 기술 및 암 세포-면역 세포 간 상호작용을 분석해 면역 치료 효과를 예측하는 CosmoSort기술 지원으로 임상시험 정확도 향상 및 맞춤형 치료 현실화의 발판을 마련할 계획이다.
난소암·부인암센터장을 맡고 있는 송용상 교수는 “난소암 항암제 내성 진단법 개발은 난소암 조기 진단과 맞춤형 치료의 중요한 전환점이자 새로운 패러다임이 될 것”이라며, “이 같은 연구와 기술 발전은 의료의 혁신일 뿐만 아니라 환자와 가족들에게 새로운 희망을 안겨주는 계기가 될 것으로 기대한다”고 전했다.
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