전상훈 분당서울대병원 흉부외과 교수팀(장지은 박사)은 이대식 한국전자통신연구원(ETRI) 박사팀과 함께 숨만 쉬어도 폐암 여부를 판단할 수 있는 ‘호기가스 폐암 진단 검사법’을 개발했다고 25일 밝혔다.

호기가스는 내쉬는 호흡인 ‘날숨’을 의미한다. 새 검사법은 폐 속 암세포가 만들어내는 휘발성유기화합물이 포함된 날숨을 센서로 분석한다.
전 교수는 호흡 관련 단백질인 ‘시토크롬 P450 혼합산화효소’가 폐암 환자에서 활성화되면 특정한 휘발성유기화합물의 분해를 가속하고, 이를 검출하면 폐암을 진단할 수 있을 것이라는 가정으로 연구를 시작해 바이오마커로 만들었다.

연구팀은 폐암 환자 37명과 정상인 48명에서 채취한 날숨을 한국전자통신연구원이 개발한 전자코(Electronic nose)에 내장된 다양한 화학센서로 데이터화했다. 이번 연구에 적용된 전자코는 폐암 환자 판별에 적합한 데이터를 추출할 수 있도록 인공지능시스템이 탑재됐다.

다중층 인식망(MLP, Multilayer Perceptron) 데이터 분석결과 폐암 환자의 날숨은 수술 전 약 75%의 정확도로 건강한 성인의 날숨과 구별됐고, 폐암수술 후에는 점차 정상인과 유사한 데이터를 나타냈다.
건강한 성인은 93.5%가 시간에 따른 호기가스의 변화가 없이 일정한 값을 나타내 수술로 암 조직이 제거되면 암세포가 발생시키는 휘발성유기화합물이 정상인 수준으로 감소함이 확인됐다.

전상훈 교수는 “현재 폐암 진단을 위해 사용하고 있는 X선 검사나 컴퓨터단층촬영(CT) 등 영상검사는 방사선 노출, 비용 부담, 조영제 부작용 등 위험도가 적은 환자에게도 시행하기 부담이 되는 부분이 있다”며 “호흡을 분석하는 것만으로도 폐암 가능성을 판단하는 검사법의 적용 가능성을 열었다”고 말했다.

연구팀은 이번 연구결과를 임상에 즉시 적용하기는 어렵지만 후속연구로 정확도를 높이고 임상적 유용성을 밝혀 관련 빅데이터를 구축하면 효과적인 폐암 검사법으로 활용할 수 있을 것으로 보고 있다.
이번 결과는 저명 국제학술지인 ‘센서 앤 액츄에이트(Sensors & Actuators; B. Chemical) 최근호에 게재됐다.