서울대병원, 소아 조혈모세포이식 합병증 AI로 92% 예측

소아 환자의 혈액 채취 모습. [사진=게티이미지뱅크]

[이뉴스투데이 김진영 기자] 서울대병원은 홍경택·강형진 소아청소년과 교수 및 한도현 융합의학과 교수·유수완 전 연구원 공동 연구팀이 AI 머신러닝을 활용해 소아 조혈모세포이식 환자의 치명적 간 합병증인 ‘간정맥폐쇄성질환(VOD)’ 고위험군을 사전에 선별하는 예측 모델을 개발했다고 11일 밝혔다. 분석 결과 92%의 우수한 예측 성능을 기록하며 단 한 번의 혈액 검사로 선제적 예방 치료가 가능한 기반을 마련했다.

백혈병 등 소아 환자의 조혈모세포이식 전 투여하는 고독성 항암제는 간 미세혈관을 손상해 중증 진행 시 사망률이 80%에 달하는 간정맥폐쇄성질환을 유발할 수 있다. 하지만 기존에는 이식 당일이나 그 이후에야 위험 평가가 가능, 환자가 독한 항암제를 견딜 수 있을지 사전에 파악하고 대비하는 데 한계가 컸다.

이에 서울대병원 연구팀은 혈액 단백체 분석을 통해 항암 치료가 시작되기 전 단계에서 고위험군을 가려내는 새로운 지표 발굴에 나섰다. 연구팀은 고강도 항암 전처치를 받은 소아 환자 51명(질환군 26명, 대조군 25명)을 대상으로 720개의 혈액 내 단백질을 분석, 질환 발생을 예측하고 고위험군을 선별하는 초기 표지자를 찾아 머신러닝 모델을 구축했다.

분석 결과, 임상 현장의 실용성을 높이기 위해 압축한 5개 핵심 단백질(HRNR·FBP1·DCD·GCLC·LSAMP) 패널만으로도 고위험군을 92%의 매우 높은 예측 성능(AUC 0.922)으로 판별해 냈다. 합병증 발생 환자들은 항암 전부터 해독 효소(GCLC)가 부족하고 간 기초 체력 단백질(FBP1) 발현이 낮아 초기부터 독성 자극에 취약한 상태였음을 입증했다.

이번 연구는 치명적인 간 합병증 발생 환자가 ‘항암 치료 시작 전’부터 이미 명확히 다른 혈액 단백체 패턴을 보인다는 점을 확인했다는 데 큰 의미가 있다. 새롭게 발굴된 단백체 패널은 향후 고위험군 환자를 사전에 찾아내어 효과적인 예방과 안전한 이식 치료를 이끄는 중요한 전환점이 될 전망이다.

한편, 이번 연구 결과는 미국조혈모세포이식학회(ASTCT)의 공식 학술지인 ‘이식과 세포치료(Transplantation and Cellular Therapy)’ 최신 온라인판에 게재됐다.