바이오마커 검출법과 인공지능을 이용해 급성 신장손상을 진단할 수 있게 됐다.
서울아산병원 융합의학과 김준기 교수팀은 표면 증강 라만 분광법(Surface-Enhanced Raman Spectroscopy)과 인공지능 기반의 통계처리 기법을 이용해 급성 신부전을 평가하는데 성공했다고 화학분석 국제학술지(Analytical Chemistry)에 발표했다.
급성 신장손상은 혈액 속에 노폐물이 쌓이고 신체의 전해질, 산성도, 수분 항상성이 깨지면서 신장 기능이 급격히 감소하는 상태를 말한다. 이를 조기에 진단할 수 있으면 신속한 치료로 영구적인 신장손상과 만성 진행성 신장질환을 막을 수 있다.
라만분광법은 조직학적 진단이 가능한 비파괴 광학 진단기술로서 최근 스마트워치의 혈당측정기능에 활용된다.
교수팀은 급성 신장손상이 발생한 쥐에서 혈액과 소변을 채취해 신장기능 및 손상 정도를 확인했다.
이어 라만 센싱 칩에 혈액 및 소변 검체를 올려 놓고 표면증강법으로 신호를 검출했다. 이어 인공지능으로 신장기능을 평가했다.
그 결과, 신장기능 평가 정확도가 혈액에서는 99.3%, 소변에서는 99.9%로 나타났다.
이번 연구에서는 급성 신장손상 진단을 위한 신장기능 평가 바이오마커 항목으로 페닌알라닌(Phe), 티로신(Tyr) 등이 검출됐다.
또한 라만신호 영역을 확장하면 평가 정확도가 높아지는 것으로 나타났다.
이번 연구는 산업통상자원부와 보건복지부의 보건의료기술 연구개발사업 및 과학기술정보통신부 지원사업으로 진행됐다.