암의 '지문'을 찾아서

암 진단은 전통적으로 조직 생검과 같은 침습적이거나 노동 집약적인 시술을 필요로 했습니다. 최근 ACS Central Science 에 발표된 연구 에서 펄스 적외선을 이용하여 특정 흔한 암의 존재를 나타낼 수 있는 혈장 내 분자 프로파일을 식별하는 방법이 밝혀졌습니다. 이 개념 증명 연구에서는 2,000명 이상의 혈장을 분석하여 분자 패턴을 폐암과 연결하고 잠재적인 "암 지문"을 추정했습니다.

혈장은 혈액의 액체 부분으로 세포가 제거된 상태입니다.

장은 단백질, 대사산물, 지질, 소금 등 다양한 분자를 신체 전반에 운반합니다.

혈장에 의해 운반되는 일부 분자는 잠재적인 건강 상태를 나타냅니다.

예를 들어, 비정상적으로 높은 수준의 전립선 특이 항원을 사용하여 전립선암을 선별합니다.

이론적으로, 다양한 분자를 측정하는 의료 검사를 통해 다양한 암에 대한 구체적인 패턴을 식별하여 진단 속도를 높이고 비용을 절감할 수 있습니다.

미하엘라 지그만과 동료들은 암의 뚜렷한 화학적 패턴을 찾기 위해 펄스 적외선을 사용하여 혈장 내 복잡한 분자 혼합물을 프로파일링하는 전기장 분자 지문이라는 기술을 테스트했습니다.

먼저, 연구진은 전기장 분자 지문 기술을 사용하여 플라즈마에 매우 짧은 적외선 빛을 보냈습니다.

연구진은 폐암, 전립선암, 유방암 또는 방광암을 앓고 있는 사람과 암이 없는 사람을 포함한 2,533명의 연구 참여자의 샘플을 분석했습니다.

그들은 각 샘플에 대해 플라스마 내의 분자 혼합물에서 방출되는 빛의 패턴을 기록했습니다. 이를 "적외선 분자 지문"이라고 합니다.

연구진은 암이 있는 사람과 없는 사람의 복잡한 패턴을 사용하여 기계 학습 모델에 4가지 유형의 암과 관련된 분자적 특징을 식별하도록 훈련시켰습니다.

컴퓨터 모델은 참가자 샘플의 별도 하위 집합에서 테스트되어 모델이 보이지 않는 테스트 데이터에서 얼마나 잘 수행되는지 확인되었습니다.

이 분석 기술은 폐암에 특이적인 적외선 특징을 감지하고 이를 암이 없는 사람에게서 채취한 대조 샘플과 구별하는 데 있어 설득력 있는 정확도(최대 81%)를 보였습니다.

그러나 컴퓨터 모델의 성능은 나머지 세 가지 암을 탐지하는 데 있어 성공률이 낮았습니다.

연구진은 앞으로 이 접근 방식을 확장하여 테스트하여 추가적인 암 유형과 기타 건강 상태를 식별할 계획입니다.

지그먼은 "레이저 기반 적외선 분자 지문 기술은 암을 감지하여 임상 진단에 활용할 수 있는 잠재력을 보여줍니다."라고 말했습니다.

"기술이 더욱 발전하고 임상 연구에서 충분히 검증되면 일반화 가능한 응용 프로그램을 확립하고 임상 실무에 적용할 수 있을 것입니다. 이는 오늘날 암을 진단하고 선별하는 방식을 발전시키는 데 도움이 될 것입니다."

저자는 뮌헨 루트비히 막시밀리안 대학교 첨단 레이저 응용 센터(CALA)와 연구자 지원 프로젝트의 지원에 감사드립니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/04/250409115000.htm