남양주--(뉴스와이어)--서울온케어의원 개발연구실은 7월 22일 대장암 수술 후 재발을 저비용으로 반복 감시하는 순환종양 DNA(ctDNA) 검사의 분석 설계 기반을 확립했다고 밝혔다. 휴대형 나노포어 시퀀서와 자체 인공지능(AI)을 결합한 방식으로, 데이터 시뮬레이션과 실제 혈장 검체로 기술적 타당성을 확인했다.

이번 성과의 핵심은 두 가지다. 첫째는 혈액 배경에 강한 1244개의 독립 메틸화 마커 패널이다. 혈장에 떠다니는 DNA는 대부분 종양이 아니라 정상 혈액세포에서 나온다. 때문에 암 조직에서 메틸화된 마커를 그대로 쓰면 신호가 혈액 배경에 묻혀 가짜 양성이 늘어난다.

3개월마다 반복하는 감시 검사에서는 회당 특이도가 가장 중요하다. 연구실은 대규모 대장암 메틸화 데이터에서 종양 판별력, 최악의 혈액세포를 기준으로 한 혈액 침묵, 통계적 독립성의 3단계 선별을 거쳐 1244개 마커를 골라냈다. 이는 해외에서 개발 중인 대규모 메틸화 패널과 비교 가능한 규모의 후보 마커군이다.

선별한 마커는 설계에 쓰지 않은 완전히 독립된 공개 데이터에 재학습 없이 적용해 검증했다. 그 결과, 판별 성능(AUC)이 0.94~0.95 수준으로 재현됐고, 서로 다른 측정 장비 사이에서도 성능이 유지됐다. 실제 혈장 검체에 적용했을 때도 종양 신호의 방향이 정확히 재현됐다.

둘째 초석은 유전자 증폭 없이(PCR-free) 읽는 검출 구조다. 나노포어는 화학 변환(bisulfite)이나 증폭 과정 없이 DNA 원분자에서 메틸화를 직접 읽는다. 이 방식은 메틸화 정보를 그대로 보존하고, 시약·공정 비용을 줄이며, 휴대형 장비에서 구동할 수 있는 가능성을 함께 제공한다. 1200개 이상의 독립 마커 패널과 PCR-free 검출 구조가 결합하면 저비용으로 자주 반복할 수 있는 ctDNA MRD 검사의 분석적 토대가 된다.

대장암은 수술 후에도 상당수에서 재발한다. 재발은 영상검사나 종양표지자(CEA)에 나타나기 수개월 전부터 혈중 미세 종양 DNA라는 형태로 조용히 시작된다. 이 희미한 신호를 더 이르게, 그리고 환자가 반복해서 받을 수 있는 비용으로 읽을 수 있다면 더 빠른 대응의 기회가 열린다.

서울온케어의원 개발연구실의 기술은 혈장 속 무세포 DNA(cfDNA)의 메틸화와 단편 신호를 읽어 재발 위험을 추정한다. 시퀀싱은 나노포어로 하되 저농도 신호를 해석하는 AI와 마커 설계가 핵심이다. 개발 역량은 신호 해석 AI에 집중할 예정이며, 이 AI는 통계 검출기 위에 설명 가능한 머신러닝을 얹어 판단 근거를 함께 제시하도록 설계하고 있다.

개발연구실은 최저 검출한계로 경쟁하기보다 접근성과 반복 가능성에 초점을 둔다. 기존 재발 감시 검사는 고가·중앙실험실 중심이어서 반복이 어려웠다. 연구실은 상대적으로 저렴한 나노포어 장비와 저가 구조로 반복 감시가 가능한 검사를 목표로 하며, 목표 성능은 해외에서 상용화된 재발 감시 검사와 유사한 대역을 지향한다.

현재까지는 공개 데이터 시뮬레이션과 실제 혈장 검체로 기술적 타당성을 자체 확인한 단계다. 연구실은 이를 바탕으로 실제 장비에서의 재현성과 검출한계 실측(습식 실험), 임상시험을 포함한 다음 단계를 준비하고 있다.

연구실은 서울온케어의원을 중심으로 임상적 성능시험을 준비하고 있다. 이에 앞서 기관생명윤리위원회(IRB) 심의와 식품의약품안전처 사전상담 등 필요한 규제 절차를 차례로 밟을 예정이다. 중장기적으로는 체외진단 의료기기 허가와 관련 제도 진입을 목표로 하되 구체적 일정과 방향은 검증 결과와 규제 진행에 따라 조정될 수 있다.

이찬용 서울온케어의원 대표원장은 “대장암 환자에게 재발을 조금이라도 이르게, 그리고 부담 없이 반복해서 살필 방법이 절실하다. 우리는 초정밀 진단으로 경쟁하려는 것이 아니라 환자가 실제로 반복해서 받을 수 있는 접근성 있는 재발 감시를 목표로 한다. 모든 과정은 환자 안전과 정직한 근거를 최우선으로 규제 절차를 지키며 단계적으로 검증하겠다”고 말했다.

유범석 서울온케어의원 개발연구실 총괄은 “이번 결과는 ‘암을 진단했다’가 아니라 ‘나노포어로 대장암 재발을 저비용으로 반복 감시할 설계를 세웠다’는 의미다. 1200개 이상의 독립 마커 패널과 PCR-free 검출 구조라는 두 초석을 정직한 검증 위에 올려둔 것이 핵심이며, 임상적 성능은 앞으로의 습식 실험과 임상 검증에서 확인해 나가겠다”고 말했다.

서울온케어의원 개발연구실 소개

서울온케어의원 개발연구실은 혈액 기반 액체생검 신호 해석 기술을 연구하는 조직이다. 휴대형 시퀀싱과 자체 AI를 결합해 저비용·반복형 암 재발 감시 기술을 개발하고 있다.

서울온케어의원 소개

서울온케어의원은 경기도 남양주 소재 통합 암치료 전문 병원으로, 연구 중심의 병원이다. 암 환자의 보조치료를 하고 있으며, 최근에는 AI를 기반으로 한 유전자 검사 진단의학에 집중 투자하면서 연구 중심의 병원으로 탈바꿈하고 있다. 또한 첨단재생의학인 자가 배양 NK세포 치료도 하고 있다.