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유전자 분석으로 암 잡고 인공지능이 치매 예측

[신년기획] 알파에이지 시대 희망 프로젝트-질병 정복에 도전하다

김아름 기자ar-ks486@bokuennews.com / 2018.01.01 16:58:41

<만성질환·암·치매 정복 어디까지>

빅데이터·나노기술 등 첨단과학과 의료기술 융합…난치병 치료 길 열려  


생명 연장과 질병 정복에 도전하는 인간의 꿈이 현실화 될 수 있을까? 특히 우리는 인류 최대의 질병이라고 불리는 암을 정복할 수 있는 날을 기다리고 있다. 이 같은 질병 정복과 예측은 많은 기업들과 연구자들의 오랜 꿈이기도 하다. 이런 가운데 '과학기술'의 힘으로 알파에이지 시대가 현실이 될 수 있다는 가능성이 열리고 있다. 질병을 예방할 수 있는 첨단 기술들이 속속 개발되고 있는 것이다. 유전자 기술, 빅데이터, 나노기술, 인공지등 등 최첨단 과학과 의학기술의 만남은 알파에이지 시대를 가능케 하고 있다.

개인 맞춤형 암 치료 기대
한국인의 사망률 1위는 여전히 암이다. 그렇다면 암 정복 시대는 도래할 수 있을까. 최근 5년간(2011~2015년) 발생한 암 환자의 5년 상대생존율(이하 생존율)은 70.7%로 10년 전인 2001~2005년에 진단받은 암 환자의 생존율(54.0%)보다 16.7%포인트(P) 증가했다.

또 5년 전인 2006~2010년에 진단받은 암 환자의 생존율(65.2%)보다도 5.5%포인트 늘었다. 특히 국내 암 환자의 생존율은 2014년 처음으로 70%를 넘어섰는데, 2010~2014년 암 환자의 생존율은 70.3%였다. 이는 우리나라의 의료기술과 암 5년 생존율이 세계 수준에 이르렀음을 입증하는 통계들이다.

유전자 요법을 통한 새로운 암 정복 치료 연구가 가속화되는 것도 암 정복 시대 도래를 예측하게 만드는 요소이다. 개인 유전체 분석은 특정 질병이나 건강 위험을 사전에 파악해 대처토록 한다는 점에서 정밀의료, 예방의료 등 미래의료 구현의 핵심 요소로 주목받는 분야다.

이와 더불어 빅데이터와 인공지능 기술이 수많은 돌연변이와 표적치료제를 매칭해 각각의 연관 관계를 빠르고 정확하게 밝혀낼 수 있다. 이로 인해 개인 맞춤형 암치료도 가능해 질 것으로 보인다. 나노·바이오 융합 기술은 질병의 진단과 치료에 있어 현재 의료기술이 가지고 있는 기술적 한계를 극복하는 대표적 융합기술이다.

생체센서, 진단·치료 장치, 약물전달체계 개발 등의 나노ㆍ바이오 기술은 유전자 차원에서 생명현상을 이해하고, 암과 같은 질병의 조기 진단과 치료효과를 획기적으로 개선할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

치매 조기진단 기술 상용화 박차

국내 치매환자 약 70만 명, 65세 이상 인구 치매 유병률 10%. 퇴행성 뇌질환 중 하나인 치매는 고령화 사회로 빠르게 진입하면서 해결해야 할 사회적 문제 중 하나로 자리 잡았다.

치매 관련 사회적 비용은 연간 8조 7000억원으로(2010년 기준) 10년마다 두 배씩 증가하는 것으로 추정돼 2020년에는 18.9조원에 이를 것으로 예상된다. 또한 치매 관련 사회적 비용은 암, 심장질환, 뇌졸중 등 3가지 질병을 모두 합한 비용을 초과해 경각심이 높아지고 있다.

현재 국내ㆍ외에서 시판되고 있는 치매치료제는 치매 진행을 지연하거나 증상을 완화하는 제품이 나와 있을 뿐이다. 질병 원인 자체를 치료하는 의약품은 없는 실정이다. 이는 치매 치료제 개발이 쉽지 않기 때문이다. 최근 10년간 치매치료제 임상시험 413건 중 단 1건만이 개발에 성공, 성공율은 0.04%에 불과하다.

이런 가운데 최근 '딥러닝 기계 학습법'을 통해 치매 예측과 진단이 가능한 인공지능 개발이 진행 중에 있다. 인공지능을 치매 진단에 활용하려는 연구개발은 국내에서도 활발하게 이뤄지고 있다. 기존의 뇌 영상 기반 진단 기술에 딥러닝 등의 인공지능 기술을 접목해 치매 조기진단 기술 상용화 연구가 추진되고 있는 것이다.

한국과학기술정보연구원(KISTI)은 생명의료HPC연구센터, 조선대학교 치매예측기술국책연구단, 인포메티텍과 뇌 영상분석 인공지능 기술개발에 협력하기로 협약을 맺었다. 이들 기관은 업무협약을 계기로 뇌 영상분석 인공지능 기술개발을 위한 인력과 연구시설, 데이터를 공동으로 이용하고, 인력 훈련 및 기술 교류를 진행할 예정이다.

KISTI와 조선대 치매예측기술국책연구단은 KISTI의 딥러닝 기술과 컴퓨팅 인프라, 치매예측기술국책연구단의 뇌영상 빅데이터를 활용해 뇌 영상분석 인공지능 기술을 개발한다. 딥러닝 기술을 적용해 진단 정확도를 향상시키고, 인포메디텍을 통해 의료시장에 활용할 수 있도록 할 계획이다.

세포치료제-예방·맞춤의학 개발도
이 외에도 줄기세포·면역세포 등 살아있는 세포를 환자 내 직접 주입하는 방식으로 암·치매 등 각종 난치병을 해결하겠다는 ‘세포치료제’에 대한 관심도 높아지고 있다. 최근 세포치료제 개발에 본격적으로 뛰어든 국내 제약·바이오 기업들이 부쩍 늘어나고 있는 상황이다.

정부도 '헬스케어 특별위원회'를 구성하고 핵심정책 중 하나인 '치매국가책임제'와 관련, 노인·장애인 대상 간병·간호 로봇과 아동·배변·보행 지원 로봇 등이 보완재 역할을 하는 방안을 논의할 예정이다.

대학병원 등 의료계 역시 잇따라 인공지능을 접목한 치매 등 뇌질환 관련 기술 개발에 나서고 있다. 병 진단을 넘어 예방·맞춤 의학을 실현하기 위한 AI 개발에 열을 올리고 있는 것. 이에 따라 의료계는 향후 5년 내 암처럼 치료 예측이 가능한 표준 진료지침이 개발돼 뇌 분야 AI 상용화가 곧 열릴 것으로 기대하고 있다.

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