고려대 컴퓨터학도들, 암 정밀의료 드림챌린지 세계 최상위권 랭크( 2016. 11. 10 )

빅데이터와 인공지능 이용해 암 환자 맞춤형 치료약물조합

강재우 교수 연구팀, 맞춤형 항암제 조합 알고리즘 개발

정보대학 컴퓨터학과 강재우 교수 연구팀이 생명의료 국제경진대회 ‘드림챌린지’에서 스탠포드 등 세계 정상급 대학 경쟁팀들을 꺾고 상위 3%에 해당하는 최상위권의 성적을 거뒀다.‘드림챌린지’는 전 세계 연구자들과 경쟁을 통해 생명의료 관련 문제를 풀고자 하는 비영리 집단지성 연구단체로, 드림챌린지에 참여하는 전 세계 연구팀들은 주어진 데이터와 조건 아래에서 성적을 겨룬다. 이번 대회에서는 세계 10대 다국적 제약회사아스트라제네카(AstraZeneca)와 세계 최대 유전체 연구소인 생어 연구소(Sanger Institute)가 데이터를 제공하고 암 환자에게 어떤 항암제를 조합하여 투약해야 가장 효과적일지를 예측하는 3가지 문제를 출제했다.

암 환자마다 발병 원인이 다르고 그로 인해 항암제의 치료 효과도 환자마다 다르다. 따라서 환자의 유전적 특성에 맞는 개인화 된 처방을 받지만 단일 항암제에 대한 저항성으로 인해 많은 환자들이 시간이 지나면서 치료 효과 감소와 암 재발을 겪는다. 정밀의료의 핵심 과제는 항암제 저항성 해결과 치료 효과를 극대화 할 수 있도록 여러 항암제를 동시 투약하는 병합치료다. 환자 한 명이 가지는 방대한 양의 유전체 데이터와 수백 개의 항암제의 특성을 분석하는 것이 쉽지 않아 난이도가 높은 문제다.

강재우 교수 연구팀이 만든 알고리즘은 암 환자에 대해 다양한 항암제 조합들의 치료 효과를 예측하고, 이를 바탕으로 최적의 조합을 추천한다. 이 과정에서 ‘기계학습’ 기술을 적용해 알고리즘이 스스로 학습하도록 했다. 또한, 수백만 편의 생명의료 문헌들로부터 자동으로 추출한 정보를 이용하여 보다 ‘똑똑한’ 인공지능을 구축하는 데 성공했다.

강재우 교수는 “최신 기계학습 기술을 빅데이터와 접목시켜 의학 분야에서 실질적인 문제를 풀어낸 것“이라며 “항암제 조합치료 효과를 예측하는 이번 연구가 약물 저항성과 재발에 대한 이해와 더불어 암 치료율 제고로 이어지기를 기대한다”고 말  했다.

강재우 교수 연구팀(전민지, 김선규, 박성준, 이희원, 장혁윤, 유민환, 최광훈)은 전원 컴퓨터과학도로 구성된 팀임에도 불구하고 드림챌린지에 참여한 70여개의 세계 정상급 연구팀과 경쟁하여 3가지 문제에서 각각 2등에서 4등사이의 성과를 거뒀다. 동 대회에서 스탠포드팀은 7위, MIT팀은 13위에 랭크됐다. (* 첫번째 문제 기준)

강재우 교수 연구팀은 이번 연구 결과를 현지시간 11월 9일 미국 애리조나 주 피닉스에서 열리는 RECOMB/ISCB학회(RSG with Dream)에서 발표한다. 또한, 드림챌린지 경진대회 결과는 이 분야 최고 권위 학술지 Nature Biotechnology에 게재될 예정이다.

출처 : 커뮤니케이션팀 서민경(smk920@korea.ac.kr)