암 연구 브리핑: SPARK AI, 간암 특징, 비흡연자 폐암

연구자들은 암 병리학을 위한 에이전틱 AI 프레임워크인 SPARK를 소개하고, 간암 생물학과 치료에 대한 포괄적 리뷰를 발표했으며, 비흡연자 폐암에 대한 전담 연구를 촉구했다. Nature, Cell, Trends in Cancer에 게재된 이 연구 결과는 AI 기반 종양 분석, 간암의 특징과 치료 발전, 그리고 흡연 경험이 없는 사람들의 폐암의 독특한 생물학을 다룬다.

SPARK(System of Pathology Agents for Research and Knowledge)는 언어를 범용 인터페이스로 사용하여 종양 분석을 위한 생물학적으로 도출된 개념을 자율적으로 생성하는 기초 에이전틱 인공지능 접근법이다. 이는 추가 모델 훈련 없이 복잡한 병리 데이터를 직접 처리한다. SPARK는 폐선암, 폐편평세포암종, 대장암, 유방암, 구인두 편평세포암종 등 5가지 암 유형에 걸친 18개 환자 코호트에서 평가되었으며, 조직병리 이미지와 임상/추적 관찰 정보를 갖춘 5,400명 이상의 환자와 625명의 환자로 구성된 공간 생물학 유방암 데이터세트가 포함되었다. 이 프레임워크는 예후, 알려진 병리학적 변수, 예측 바이오마커와 상관관계가 있는 임상적, 생물학적 관련 개념을 생성했으며, 정적 이미지에서 추론된 종양 진행 및 시간적 변화 패턴도 포함한다. 전용 모듈을 통해 인간이 SPARK와 상호작용할 수 있다. SPARK가 만든 도구의 임상적 유용성을 평가하려면 추가 전향적 검증이 필요하다. 모든 코드, 매개변수, 결과는 공개되었다.

Cell에 게재된 리뷰는 '암의 특징(Hallmarks of Cancer)' 프레임워크 25주년을 기념하는 특별호의 일부로, 간암의 생물학적 특징과 치료적 함의를 분석한다. 간세포암종(HCC)은 간암 사례의 약 85%를 차지하고, 간내 담관암종(iCCA)은 약 10%를 차지하며, 이 종양들은 종종 진행된 단계에서 진단된다. HCC에서 주요 과정은 유전적 변이와 염증성 미세환경에 의해 유발된 통제되지 않은 세포 증식, 혈관신생, 면역 감시 회피 능력 등을 포함한다. 이러한 통찰은 항혈관신생제, 분자 경로 억제제, 면역요법 병용요법의 개발을 촉진했으며, 이는 진행성 질환의 1차 치료제가 되어 환자 생존율을 개선했다. iCCA에서는 대사 변화와 FGFR2 융합 또는 IDH1, ERBB2, BRAF 돌연변이와 같은 특정 유전적 변화가 맞춤형 치료를 가능하게 한다. iCCA 사례의 약 45%는 승인되었거나 연구 중인 치료법으로 표적화할 수 있는 변이를 보유하고 있다. 화학요법과 면역요법의 병용은 진행성 질환의 표준 치료법이 되었다.

또 다른 리뷰인 Trends in Cancer의 논문은 2020년 전 세계 암 사망 원인 5위였던 비흡연자 폐암(LCINS)의 검진과 연구를 위한 자금 지원 확대를 촉구한다. 미국과 영국에서 수천 명의 폐암 환자를 대상으로 한 연구 결과는 비흡연자 폐암의 절대적 수가 증가했으며, 영국의 경우 2008년에서 2014년 사이 사례가 두 배로 늘어났음을 시사한다. 폐암 검진 자원의 대부분은 흡연자에게 집중되어 있으며, 영국에서는 비흡연자에 대한 정기 검진이 없다. 그 결과 LCINS는 종종 늦게 진단되어 더 나쁜 예후로 이어지고, 면역요법도 비흡연자에서 상당히 덜 효과적이다. 이 리뷰는 LCINS가 유전학, 클론성 조혈, 대기 오염, 라돈, 간접 흡연과 같은 환경적 노출을 포함한 뚜렷한 원인과 생물학을 가지고 있다고 주장한다. 비흡연자는 선암이 발생할 가능성이 더 높으며, 폐선암의 약 80%는 표적 치료가 가능한 돌연변이가 있지만 흡연자에 비해 면역요법에 덜 효과적으로 반응한다. 폐선암 환자의 최대 4.5%는 암 위험을 증가시키는 유전적 변이를 보유한다. 잠재적 예방 전략으로는 유전적 소인이 있는 사람을 위한 맞춤형 예방, 오염 노출로 인한 염증, 잠재적 악성도 불명확 클론성 조혈, 또는 염증성 질환이 있는 사람을 위한 항염증 전략, 그리고 라돈 모니터링과 대기 오염 및 간접 흡연 노출 감소와 같은 공중 보건 개입이 포함된다.