고대 연구팀, 생명의료 국제경진대회서 상위 3% 성적 거둬

• 빅데이터와 인공지능 이용해 암 환자 맞춤형 치료약물조합

고려대학교 강재우 교수(컴퓨터학과) 연구팀이 생명의료 국제경진대회 드림챌린지에서 스탠포드 등 세계 정상급 대학 경쟁팀들을 꺾고 상위 3%에 해당하는 최상위권의 성적을 거뒀다.

드림챌린지는 전 세계 연구자들과 경쟁을 통해 생명의료 관련 문제를 풀고자 하는 비영리 집단지성 연구단체로, 드림챌린지에 참여하는 전 세계 연구팀들은 주어진 데이터와 조건 아래에서 성적을 겨룬다.

이번 대회에서는 세계 10대 다국적 제약회사 아스트라제네카(AstraZeneca)와 세계 최대 유전체 연구소인 생어 연구소(Sanger Institute)가 데이터를 제공하고 암 환자에게 어떤 항암제를 조합하여 투약해야 가장 효과적일지를 예측하는 3가지 문제를 출제했다.

암 환자마다 발병 원인이 다르고 그로 인해 항암제의 치료 효과도 환자마다 다르다.

환자의 유전적 특성에 맞는 개인화된 처방을 받지만 단일 항암제에 대한 저항성으로 인해 많은 환자들이 시간이 지나면서 치료 효과 감소와 암 재발을 겪는다.

정밀의료의 핵심 과제는 항암제 저항성 해결과 치료 효과를 극대화 할 수 있도록 여러 항암제를 동시 투약하는 병합치료다. 환자 한 명이 가지는 방대한 양의 유전체 데이터와 수백 개의 항암제의 특성을 분석하는 것이 쉽지 않아 난이도가 높은 문제다.

강재우 교수 연구팀이 만든 알고리즘은 암 환자에 대해 다양한 항암제 조합들의 치료 효과를 예측하고, 이를 바탕으로 최적의 조합을 추천한다.

이 과정에서 기계학습 기술을 적용해 알고리즘이 스스로 학습하도록 했다.

수백만 편의 생명의료 문헌들로부터 자동으로 추출한 정보를 이용하여 보다 똑똑한 인공지능을 구축하는 데 성공했다.

강재우 교수는 "최신 기계학습 기술을 빅데이터와 접목시켜 의학 분야에서 실질적인 문제를 풀어낸 것"이라며 "항암제 조합의 치료 효과를 예측하는 이번 연구가 약물 저항성과 재발에 대한 이해와 더불어 암 치료율 제고로 이어지기를 기대한다"고 말했다.

강재우 교수 연구팀(전민지, 김선규, 박성준, 이희원, 장혁윤, 유민환, 최광훈)은 전원 컴퓨터과학도로 구성된 팀임에도 불구하고 드림챌린지에 참여한 70여개의 세계 정상급 연구팀과 경쟁하여 3가지 문제에서 각각 2등에서 4등사이의 성과를 거뒀다. 동 대회에서 스탠포드팀은 7위, MIT팀은 13위에 랭크됐다.

강재우 교수 연구팀은 이번 연구 결과를 11월 9일 미국 애리조나 주 피닉스에서 열리는 RECOMB/ISCB학회(RSG with Dream)에서 발표한다. 또한, 드림챌린지 경진대회 결과는 이 분야 최고 권위 학술지 Nature Biotechnology에 게재될 예정이다.