입안을 가볍게 헹구어 뱉는 방식만으로 위암과 대장암을 조기에 가려낼 수 있는 새로운 진단 기술이 나왔다. 입속 미생물이 장으로 이동하는 패턴을 분석해 소화기암을 선별하는 원리로, 기존 대변 검사보다 높은 정확도를 확보했다.

21일 한국연구재단은 연세대학교 시스템생물학과 김지현 교수 연구팀이 '구강-대변 미생물 전이 지수'를 규명하고, 비침습적 마이크로바이옴을 활용한 위암·대장암 조기 진단법을 구축했다고 발표했다.

연구팀은 세브란스병원과 세브란스헬스체크업을 찾은 건강한 일반인, 대사질환자, 위암 및 대장·직장암 환자 등 507명을 대상으로 연구를 진행했다.

입에서 장으로 전이되는 미생물 정보를 활용한 위암·대장암 진단 전략. / 연세대학교 김지현 교수 제공

이들의 구강과 대변에서 확보한 총 1010개의 시료를 대조 분석한 결과, 암 환자군에서 구강 미생물이 대변으로 넘어가는 전이 지수가 정상군 대비 뚜렷하게 높게 측정됐다.

음주 여부, 운동량, 체질량지수(BMI) 등 외부 변수를 배제해도 암 환자 특유의 미생물 이동 경로는 명확히 유지됐다. 암의 종류와 병기 진행 상태에 따라서도 전이 형태가 다르게 나타나 조기 진단 지표로서의 유효성을 확보했다.

연구팀은 인공지능(AI) 기반의 '랜덤 포레스트' 알고리즘을 접목해 위암과 대장암을 판별하는 분석 모델도 완성했다.

글로벌 7개 외부 임상 집단에서 확보한 2031개 시료를 적용한 검증 작업에서도 일관된 판별력을 입증했다. 특히 침이나 가글액 등 입속 시료 채취만으로 암 발생 징후를 읽어낼 수 있어 검사 편의성을 대폭 개선했다. 대장암 1차 선별 검사로 널리 쓰이는 대변잠혈검사와 비교 평가에서도 암 환자를 찾아내는 민감도 수치가 더 우수하게 측정됐다.

김지현 교수는 "입 안 헹굼만으로 암 신호를 확인할 수 있다는 점은 검진의 문턱을 낮추는 중요한 의미가 있다"며 "앞으로 유전정보와 임상정보를 결합해 개인 맞춤형 질병 위험 예측 모델로 발전시켜 나갈 계획"이라고 밝혔다.

(왼쪽부터)허지원 충남대 교수, 장래근 연세대 박사후연구원, 김지현 연세대 교수, 이용찬 연세대 의대 교수, 김태일 연세대 의대 교수, 지선하 연세대 교수. / 연구재단 제공

과학기술정보통신부와 한국연구재단 지원으로 진행된 이번 연구 성과는 국제 학술지 '셀 호스트 앤 마이크로브(Cell Host & Microbe)' 온라인판에 실렸으며, 관련 기술 특허 출원도 마쳤다.