세브란스, AI 비소세포폐암 치료반응 예측 알고리즘 개발
"예측력 82%…기존 진단키트 대비 성능 월등히 높아"
연세암병원 종양내과 김혜련·홍민희·안병철 교수와 연세대 의과대학 표경호 교수 연구팀은 테라젠바이오와 공동연구를 통해 비소세포폐암 환자의 다양한 임상정보를 바탕으로 인공지능(AI)을 이용해 면역항암제 치료반응을 예측하는 알고리즘을 개발했다고 9일 밝혔다.
연구팀은 세브란스병원에서 anti-PD-L1 치료를 받은 비소세포폐암(NSCLC) 환자 142명의 데이터를 바탕으로 XG Boost, Light GBM을 포함한 다양한 인공기능 기술을 활용해 anti-PD-L1에 대한 예측 모델을 비교검증했다.
연구팀은 이를 바탕으로 대상자들의 기존 PD-L1(면역항암제 치료반응 예측 검사) 발현율 이외에 나이, 성별, 종양 크기, 전이된 위치, 일반 혈액검사 수치 등 총 19가지 비침습성 임상 데이터를 기반으로 비소세포폐암 환자의 면역항암제 치료반응을 예측할 수 있는 알고리즘을 개발해냈다.
개발된 알고리즘은 기존 22C3/SP263과 같은 동반진단 키트의 성능(64%)보다 약 20% 향상된 82%의 예측력을 보였다. 인공지능을 이용한 XGboost, LightGBM 앙상블 기법으로 각 인자에 대한 기여도도 알 수 있다. 앙상블 기법은 여러 가지 우수한 학습 모델을 조합해 예측력을 높일 수 있다.
폐암 의심 환자가 병원에 방문하면 조직 검사나 세포 검사를 통해 조직의 형태에 따라 소세포폐암과 비소세포폐암으로 분류한다. 현재 PD-L1을 이용한 치료반응 예측력은 64%정도에 불과한 실정이다.
김 교수는 “이번 알고리즘 개발을 통해 비소세포폐암 환자의 면역항암제 치료반응을 더 정확하게 예측해 치료할 수 있을 것으로 기대된다”면서 “앞으로 실제 면역항암제와 병용 투여 임상 등에 적용할 수 있도록 후속 연구를 진행할 예정”이라고 말했다
개발된 알고리즘은 현재 연세대 산학협력단과 테라젠바이오가 공동으로 특허를 출원해 놓은 상태다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘유러피안 저널 오브 캔서(European journal of Cancer)’ 최신호에 실렸다.
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