차 의과학대학교 분당차병원(원장 윤상욱) 종양내과 전홍재, 병리과 황소현 교수, 차 의과학대학교 조계훈 박사과정생 연구팀은 간암 환자의 혈액 데이터를 바탕으로 아테졸리주맙·베바시주맙 병용요법의 치료 효과를 예측할 수 있는 인공지능 기반 예측 모델 'CAPTYN'을 개발했다. 연구 결과는 세계적 권위의 국제 학술지 Cancer Communications(IF: 29)에 게재됐다.
분당차병원 연구팀은 오스트리아 빈 의과대학교 의료진과 함께 아테졸리주맙과 베바시주맙 병용요법의 치료 효과를 예측하는 'CAPTYN'을 개발했다. 또 이를 진행성 간세포암(HCC) 치료의 패러다임을 바꾼 대표적인 글로벌 3상 임상시험인 'IMbrave(임브레이브)150'과 세브란스병원의 환자 데이터를 통해 모델의 성능을 외부 검증했다.
간세포암은 간에서 발생하는 대표적인 암으로, 진행성 간세포암의 1차 전신치료에는 아테졸리주맙·베바시주맙 병용요법 등이 활용되고 있다. 하지만 같은 치료를 받더라도 환자마다 치료 반응과 예후가 다를 수 있어, 치료 시작 전에 환자별 치료 효과를 예측할 수 있는 방법이 필요하다. 그 동안 간세포암 환자의 예후를 평가하기 위해 CRAFITY, ALBI의 평가 모델이 사용돼 왔다. 연구팀은 염증, 종양 상태, 간 기능, 면역 상태를 반영하는 혈액검사 결과를 머신러닝으로 분석해 특정 면역항암제의 치료 효과를 예측하는 모델을 개발했다.
머신러닝(데이터를 학습해 새로운 결과를 예측하는 인공지능 기술) 기반의 예측 모델인 'CAPTYN'은 C-반응성 단백(CRP), 알파태아단백(AFP), 혈소판 수, 총 빌리루빈, 림프구 수, 호중구 수 등 6가지 혈액검사 결과를 활용한다. 모두 진료 과정에서 확인하는 혈액검사 항목으로, 연구팀은 여러 머신러닝 방법을 비교해 최적의 모델을 구축했다.
연구팀은 총 949명의 환자 데이터를 검토해 737명을 최종 분석했다. 분당차병원과 오스트리아 빈 의과대학교 환자 354명의 데이터를 이용해 모델을 개발했으며, 글로벌 3상 임상시험 IMbrave150의 환자 99명과 세브란스병원 실제 진료 환자 184명의 데이터를 이용해 외부 검증을 진행했다. 또한 소라페닙과 렌바티닙 치료 환자 100명의 데이터는 CAPTYN이 아테졸리주맙·베바시주맙 병용요법의 치료 효과를 특이적으로 예측하는지 확인하기 위한 비교군으로 활용했다.
외부 검증 결과 CAPTYN은 글로벌 3상 임상시험 IMbrave150에서 AUC(환자를 구분하는 예측 성능을 나타내는 지표) 0.70을 기록하며 치료 효과가 나타날 가능성이 높은 환자와 그렇지 않은 환자를 구분하는 성능을 보였고, 기존 CRAFITY와 ALBI 모델보다 우수한 성능을 나타냈다.
실제 진료 환자를 대상으로 한 세브란스병원 데이터에서도 CAPTYN은 기존 모델보다 우수함을 보였다. CAPTYN이 치료 효과가 나타날 가능성이 높은 것으로 예측한 환자군과 그렇지 않은 환자군을 나눠 실제 경과를 비교한 결과, 전체생존기간과 무진행생존기간에서도 유의한 차이가 나타났다.
전홍재 교수는 "이번 연구는 실제 진료 현장에서 쉽게 활용할 수 있는 혈액검사만으로 아테졸리주맙·베바시주맙 병용요법의 치료 효과를 예측할 수 있는 모델을 제시했다는 점에서 의미가 있다"며 "최근 간세포암의 1차 치료 선택지가 다양해지면서 환자별로 가장 적합한 치료법을 선택하는 것이 더욱 중요해지고 있다. 향후 추가적인 임상 검증을 통해 어떤 환자에게 어떤 치료가 더 효과적일지 판단하고, 환자 맞춤형 치료 전략을 수립하는 데 도움이 되는 예측 도구로 발전시켜 나갈 것"이라고 말했다.
이번 연구에는 한국연구재단과 보건복지부·한국보건산업진흥원 보건의료기술 연구개발사업 등의 지원이 활용됐다.
Copyright @보건신문 All rights reserved.
