폐암 환자 면역항암제 치료반응 예측 가능해진다

세브란스, AI 비소세포폐암 치료반응 예측 알고리즘 개발

"예측력 82%…기존 진단키트 대비 성능 월등히 높아"

[서울=뉴시스] 왼쪽부터 연세암병원 종양내과 김혜련·홍민희·안병철 교수와 연세대 의과대학 표경호 교수. (사진= 세브란스병원 제공) 2021.07.09

[서울=뉴시스] 백영미 기자 = 폐암 환자의 임상정보를 기반으로 면역항암제의 치료반응을 예측할 수 있게 됐다.

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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