엑소좀(Exosome)

▲ ‘피 한 방울로 6대 암 진단’ 기술 국내개발... “정확도 97%” ▲

국내 연구진이 혈액 속 ‘엑소좀’(세포 간 정보교환·신호전달 메신저), 빛 알갱이가 물질을 통과할 때 나타나는 고유한 스펙트럼으로 암을 빠르고 정확히 진단할 수 있는 ‘라만신호’(분자 지문 신호), 인공지능(AI) 분석 기술을 결합해 피 한 방울로 폐암·췌장암·유방암·대장암·위암·간암 등 암 6종을 97%의 정확도로 동시에 조기진단할 수 있는 기술을 개발했다.

고려대 바이오의공학부 최연호 교수·고려대 구로병원 심장혈관흉부외과 김현구 교수·주식회사 엑소퍼트 공동 연구팀은 암종마다 별도로 엑소좀을 검출할 필요 없이 종합적인 엑소좀의 패턴 변화를 나노 기술과 인공지능 기술로 분석해 한 번의 테스트만으로 6종 암에 대한 정보를 한 번에 획득할 수 있는 기술을 개발했다고 3월 28일 밝혔다.

세포들은 엑소좀이라는 입자를 이용해 서로 정보를 주고받는다. 엑소좀은 세포의 종류 혹은 상태(정상 혹은 질병)에 따라 다른 메시지를 포함하고 있어 혈액으로부터 엑소좀을 분리한 후 메시지를 잘 읽어낸다면 원래의 세포 더 나아가 그 세포를 가지고 있는 사람이 특정 질병이 있는지 없는지 비교적 쉽게, 조기에 알아낼 수 있다.

연구팀은 혈액으로부터 엑소좀을 분리하고, 표면 증강라만분광학 바이오센싱 기술을 통해 엑소좀의 분자구조 패턴을 대변할 수 있는 2만 개 이상의 라만신호 데이터를 확보했다.

연구팀은 이 데이터를 기반으로 6종의 암을 동시에 식별할 수 있는 인공지능 알고리즘을 구현했고 알고리즘 학습에 이용하지 않은 520명의 정상인과 암 환자의 엑소좀 정보를 분석했다. 그 결과 연구팀은 폐암, 췌장암, 유방암, 대장암, 위암, 간암에 대해서 97%의 정확도로 암의 존재를 감지할 수 있었고, 90%의 민감도(암이 있는 사람을 잘 찾아내는 정도)와 94%의 특이도(정상인 경우를 잘 찾아내는 정도)를 달성했다.

또 이 기술은 암의 존재뿐 아니라 평균 90% 이상의 정확도로 암의 종류까지 식별해 낼 수 있었다. 특히, 2기 이하의 초기 암에서도 88%의 진단 민감도를 나타냈고, 76%의 환자에서 암종 정보를 정확히 판별해 내 암 조기 진단을 위한 액체생검기술로서의 가능성을 보였다.

최 교수는 “이번 연구로 최근 암 진단 분야 화두인 ‘다중암 조기 발견’이 가능해질 수 있다”며 “아직 암이 발견되지 않은 초기 암 환자를 더 빨리 치료 단계로 유도해 사망률뿐 아니라 암 관리 비용도 크게 낮출 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.

■ 엑소좀(Exosome)

 

엑소좀이란 세포가 분비하는 지름 50~200 나노미터 크기의 물질이다. 혈액, 소변, 침, 모유, 뇌척수액 등에 있다. 단백질, 지방, 리보핵산(RNA) 등 특정 세포의 정보를 다른 세포에 전달하는 역할을 한다.

처음에는 세포 대사과정에서 나오는 ‘찌꺼기’로 알았지만, 이후 세포 속을 드나들며 신호를 전달하는 ‘우체부’ 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다. 엑소좀은 몸에서 생성된 물질인 만큼 거부반응을 일으킬 가능성이 적어 엑소좀에 태울 약물만 바꾸면 암이나 감염성질환 치료제로 변신시킬 수도 있다. 때문에 많은 바이오 업계가 엑소좀을 활용한 치료제 개발에 속도를 내고 있다.

-애드윌 시사상식 2023.05-