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AI로 암을 치료합니다

AI가 면역항암제 반응을 어떻게 예측하나요?

육안으로 놓칠 수 있는 암세포까지 모두 추적하는 인공지능

AI*는 38만 여 개 암세포의 PD-L1 발현 결과를 학습했습니다. 암 조직 슬라이드에 숨어 있는 PD-L1이 발현된 암세포를 모두 찾아내 면역항암제의 반응을 96%의 정확도로 예측합니다.

그 결과, AI*가 사람보다 면역항암제에 적합한 환자를 더 많이 찾아내는데요. 투여 불가로 판정된 환자군 중 약 50%를 면역항암제 추가 대상자로 찾아냅니다.¹

AI*는 PD-L1과 같이 기존에 알려진 바이오마커를 정확하게 정량화하기도 하지만, AI* 자체가 새로운 바이오마커가 될 수 있는데요. AI*가 암 조직 내 면역세포의 분포를 분석해 면역항암제의 반응을 예측할 수 있습니다.

AI* 기반의 바이오마커는, 면역세포가 암세포를 공격하기 위해서는 암 세포 주위에 분포해야 한다는 과학적 근거에서 출발합니다. 하지만 기존의 병리학 기술과 사람의 판독 능력으로는 면역세포의 분포를 정확히 파악하는 것이 불가능한데요. 암 조직 슬라이드가 고화질 영화 한 편 크기에 해당하는 방대한 정보를 담고 있는데다, 면역세포와 암세포를 포함한 종양미세환경이 워낙 복잡하기 때문입니다.

면역 활성 비율이 높을수록 면역항암제 효과가 높다!

AI*는 딥러닝 기술로 암 조직 슬라이드를 정확하게 분석합니다. 먼저 면역세포의 분포 패턴을 분류하는데요. 면역세포가 암세포 주위에 분포하는 경우 면역 활성, 면역세포가 암세포와 떨어져 있는 경우 면역 제외, 면역세포 수가 적은 경우 면역 결핍으로 나눕니다. 그 다음, 분포 패턴의 비율을 정량화해 면역항암제 반응을 예측하는데요. 면역 활성 비율이 높을수록 면역항암제의 효과가 높습니다.

투여 불가로 판정된 면역항암제 대상자를 찾아내는 인공지능

연구 결과, AI*가 면역항암제 반응이 높을 것으로 예측한 환자가 면역항암제 투여 이후 생존 기간이 연장된 것으로 밝혀져, AI* 기반 바이오마커의 예측 정확도가 입증되었습니다.²

현재 개발 중인 AI* 기반의 바이오마커가 사용된다면 PD-L1과 같은 기존 바이오마커로 찾을 수 없었던 환자뿐만 아니라, 폐암 및 유방암을 포함한 다양한 암 환자에 대한 면역항암제 반응을 예측할 수 있게 됨으로써, 보다 많은 환자들이 면역항암제를 사용할 수 있을 것으로 예상됩니다.

*연구용
¹ Hyojin Kim, et al. Clinical performance of artificial intelligence-powered annotation of tumor cell PD-L1 expression for treatment of immune-checkpoint inhibitor (ICI) in advanced non-small lung cancer (NSCLC), ASCO 2021
² Jeanne Shen, et al. Artificial intelligence-powered spatial analysis of tumor-infiltrating lymphocytes predicts survival after immune checkpoint inhibitor therapy across multiple cancer types, ASCO 2021
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