항암치료 부작용, '현미경 동영상'으로 잡아?!
항암치료 부작용, '현미경 동영상'으로 잡아?!
  • 김진솔
  • 승인 2018.04.04 17:12
  • 조회수 2801
  • 댓글 0
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고된 항암 치료

 

암 환자들은 암으로 인한 통증도 힘들지만, 항암 치료 부작용 또한 만만치 않은 고통이라고 합니다. 머리가 빠지고, 구토 증상이 나타나는 등 많은 고통이 따르는데요. 또 다른 부작용으로 백혈구 수치가 감소하는 문제를 들 수 있습니다.

 

백혈구는 체내 면역을 담당하는 혈액 세포입니다. 외부에서 몸으로 들어온 바이러스나 세균 등을 먹어치워 몸을 보호하는데요. 항암치료 약물에 의해 백혈구가 죽어버리면 외부 침입 세균을 막기 힘들어집니다. 약 7% 정도는 치명적인 문제가 된다고 합니다.

 

그 뿐만 아니라, 다음 약물을 복용할 시기를 놓치는 경우가 발생한다고 해요. 따라서 항암치료 시에는 백혈구가 일정 수치 이하로 떨어지지 않도록 주의해야 합니다. 백혈구 수치를 파악하는 일 자체 또한 쉽지 않은데요.

 

MIT 연구진이 문제 해결하나?

 

하지만 MIT의 연구진이 그 문제를 해결해 줄 지도 모릅니다. 연구진 카를로스 카스트로 곤잘레스(Carlos Castro-Gonzalez) 등의 연구진은 손톱 아래쪽 피부의 모세혈관을 현미경 동영상으로 촬영해서 백혈구 수치를 진단할 수 있는 방법을 개발했습니다.

 

손끝을 스캔하고 있군요! 출처:MIT news
손끝을 스캔하고 있군요! 출처:MIT news

연구진은 현미경과 푸른 빛을 이용해 피부 아래 50~150㎛ 지점에 있는 모세혈관의 동영상을 찍었습니다. 그리고 그 이미지를 스캔한 뒤, 빈 틈처럼 보이는 백혈구의 빈도수를 컴퓨터로 분석했습니다. 이를 이용해 백혈구 수치가 위험 수치 이하인지 알 수 있습니다.

 

모세혈관은 얇아서 한번에 하나의 백혈구만 통과할 수 있지요! 출처: 포토리아
모세혈관은 얇아서 한 번에 하나의 백혈구만 통과할 수 있지요! 출처: 포토리아

모세혈관은 아주 가늘어서 단 하나의 혈구 세포만 지나갈 수 있습니다. 붉은 적혈구에 비해 흰색을 띠는 백혈구는 촬영한 영상에서 쉽게 구분할 수 있는데요. 이를 이용해서 피를 뽑지 않고 백혈구 수치를 알아낼 수 있는 것이지요. 컴퓨터가 백혈구 숫자를 세도록 인공지능과 머신러닝이 바탕이 된 알고리즘을 활용했다고 합니다. 이 연구는 <Scientific Report>에 소개되었습니다.

 

모세혈관의 백혈구를 잡아냈군요! 출처: MIT
모세혈관의 백혈구를 잡아냈군요! 출처: MIT

백혈구가 지나가는게 보이시죠? 잠시 흰 덩어리가 혈관을 꽉 채운 채 지나가는 모습입니다. 백혈구 부분에 '+' 표시 보이시나요? 컴퓨터가 백혈구가 지나가고 있음을 인식했다는 뜻인데요. 분석 방법의 정확도를 알기 위해 동영상을 보고 컴퓨터와 사람이 백혈구를 세서 비교했습니다. 그 결과 95%의 정확도로 기준치 여부를 구분해냈다고 합니다. 사람과 큰 차이가 없지요?


나라마다 편차는 있지만 이제까지의 항암치료를 위해 통상 병원에서는 항암제를 21일 주기로 투약했는데요. 이유는 환자의 평균치를 기반으로 한 방법이었습니다. 정환보 공중보건의는 <이웃집과학자>와의 인터뷰에서 "투약 시기와 양 조절은 이 외에도 환자의 다양한 증상을 바탕으로 한다"고 말했습니다. 이번 연구로 환자의 실시간 백혈구 수치를 고려할 수 있게 된다면, 투여 약물 주기 조절에 많은 도움이 될 것으로 보입니다.

 

연구진은 이 연구에 대한 특허를 신청했고, 관련 회사도 설립했습니다. 상용화를 시작한 것이지요. 연구진은 더 짧은 영상으로, 더 정확한 백혈구 수를 산출하도록 지속적인 연구를 진행하고 있다고 합니다. 이 발견으로 인해 암 환자들의 생존률이 높아지길 바랍니다.



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