Technology Trend

정밀의료를 선도하는 혁신적 AI 초정밀 유전자검사 플랫폼,
“알파리퀴드® ”

Focus on Technology Trend
IMBdx

Ⅰ. 정밀의료를 선도하는 혁신적 AI 초정밀 유전자검사 플랫폼, “알파리퀴드®”

1. 액체생검이란?

액체생검은 혈액, 뇌척수액, 흉수 등의 체액을 이용해 암을 진단하고 치료 효과를 모니터링하는 검사법이다. 암세포에서 떨어져 나와 혈액 속을 떠다니는 DNA 조각인 ‘순환 종양 DNA(ctDNA, circulating-tumor DNA)’를 탐지하고 분석하여 유전자 변이를 확인하는 방법을 통해 암을 진단하고 진행 상태를 파악하는 것은 물론, 기존 항암제에 저항성을 가지거나 특정 항암제의 표적이 될 수 있는 유전자 변이를 확인하는 등 맞춤형 정밀치료를 가능하게 한다. 액체생검은 다음과 같이 기존 암검 진의 한계를 개선한 검사법이다.

① 보다 간편하고 안전하게 지속적인 진단 및 모니터링 가능
수술이나 시술을 통해 암 조직을 떼어내 관찰하는 조직검사는 감염이나 내부 출혈 등의 위험이 있고 검사 후 회복에 상당한 시간이 소요된다. 특히 환자가 고령이거나 항응고제를 복용하는 등 외과적 시술이 어려운 환자는 조직검사를 받기 어려울 수 있다. 또한 조직검사와 영상검사는 각 검사가 가지는 위험성으로 인해 반복적인 검사가 어려워 치료 경과를 확인하기 어렵다는 한계가 있다. 반면, 액체생검은 외과적 수술의 불편함이나 영상검사로 인한 방사능 노출 위험이 없고 간편하게 반복적으로 검사할 수 있어 지속적인 모니터링이 가능하다.

② 간단한 채혈만으로 더욱 체계적이고 종합적인 검사 가능
조직검사는 단일 부위의 정보만을 제공하기 때문에 암이 발생한 전체적인 부위의 종양 이질성을 반영할 수 없다. 또한 EGFR, ALK, ROS1, BRAF 등 단일 바이오마커 검사를 각각 진행한 경우 새로운 검사를 위한 조직이 부족할 수 있다. 영상검사 역시 각각의 장기마다 시행해야 하는 번거로움이 있다. 액체생검은 혈액 내 ctDNA(암세포에서 혈액으로 흘러나온 DNA 조각)를 분석하는 검사이기 때문에 한 번의 검사로 종합적인 유전자 분석이 가능하다. 특히 조직검사가 어렵거나 불가능한 전이성, 진행성 암 환자에게는 매우 유용하여 의료계에서 그 수요가 늘어나는 추세이다.

    <액체생검이 필요한 경우>
  • 조직 획득이 어려운 환자에서 종양 프로파일링 및 치료제 매칭이 필요한 경우
  • 치료 방안 수립을 위해 항암 치료에 대한 반응을 모니터링 해야 하는 경우
  • 항암 치료 중 내성 유전자의 확인이 필요한 경우
  • 암 수술 후 재발에 대한 조기검진을 원하는 경우
  • 조기 암 검진을 위한 스크리닝이 필요한 경우
  • 영상검사나 침습적인 조직검사가 어려운 경우
2. 알파리퀴드® 플랫폼 소개

한 눈에 보는 알파리퀴드®
아이엠비디엑스(IMBdx, https://www.imbdx.com/)는 암 전주기를 대상으로 하는 인공지능(AI) 초정밀 유전자검사 진단 플랫폼인 알파리퀴드® 플랫폼을 자체적으로 개발하여 임상 환경에 제공하고 있다. 알파리퀴드® 플랫폼 기술을 적용하여 진행성 암의 바이오마커를 확인해 정밀 의료를 실현하는 알파리퀴드® 100 & HRR, 1-3기 암 수술 후 미세잔존암(Minimal Residual Disease, MRD)에 의한 조기 재발을 진단하는 캔서디텍트®, 일반인에 대한 암 검진이 가능한 캔서파인드® 를 개발했다.
최첨단 유전자 분석 기술을 바탕으로 한 알파리퀴드® 플랫폼은 현재 국내 주요 종합병원에서 사용되고 있다. 자체 개발 및 보유한 특허 기술로 생화학적 실험의 효율성을 크게 향상시키고, 유전자 분석에 AI 기술을 접목함으로써 유전체 정보를 지속적 으로 업그레이드하고 있어 높은 분석 정확도를 보인다. 또한 국내 종합병원 암 환자 1만여 명의 샘플을 분석하는 임상 검증을 통해 실제 진단에서 활용되고 있다.

Ⅱ. 진행성 암 환자의 정밀 치료를 위한 알파리퀴드® 100 & HRR

알파리퀴드® 100

알파리퀴드® 100은 한 번의 채혈로 118개 암 관련 유전자를 동시에 검사하여 개인 맞춤형 정밀 치료를 가능하게 하는 종합 유전체 프로파일링(Comprehensive Genomic Profiling, CGP) 검사이다. 기존 항암제에 저항성을 가진 바이오마커와 특정 표적치료제의 타깃이 될 수 있는 바이오마커를 확인하고 치료 효과를 모니터링해 적합한 표적치료제를 선택하는 데 도움을 준다. 폐암, 위암, 대장암, 유방암, 전립선암 등 주요 암과 흑색종, 육종 등 희귀암을 포함한 3-4기 고형암 환자가 이용할 수있는 검사이다.
알파리퀴드® 100은 글로벌 경쟁사 대비 1/3 가격 수준으로 저렴한 편이지만, 높은 민감도와 낮은 검출한계(Limit of detection, LOD) 성능을 갖춘 제품으로 유사한 타 검사 대비 정확한 분석 결과를 제공한다. 유전자 변이의 30%는 혈액 속 DNA 중 0.2% 이하의 ctDNA에 존재하지만 기존 제품의 검출한계는 0.2~0.5%에 불과했다. 알파리퀴드® 100은 자체 개발한 차세대 High Quality Sequence (HQS) 기술 최적화를 통해 높은 효율로 SNV, InDel, Fusion, CNV, MSI, bTMB 등 다양한 변이 양상을 분석할 수 있고, 97.6%의 조직일치도로 0.1%의 ctDNA까지 검출할 수 있다. 또한 Cis/Trans형 구분 알고리즘을 통해 기존 액체생검에서 구분이 불가능한 변이에 대해서도 정확하게 구분된 분석 결과 안내가 가능하다.
모든 검사는 국내 순수 기술력을 바탕으로 시행된다. 40건 이상의 국내 최다 임상연구를 진행했고 20편 이상의 논문을 출간 했다. 차세대 염기서열 분석(Next Generation Sequencing, NGS) 기반 액체생검 중 국내 최초로 2021년 임상에 도입되어 NGS 패널 검사 급여기준에 따라 사용되고 있다. 2020년 유럽 CE 인증을 획득해 유럽시장과 CE 인증 커버 지역에서 판매가 가능하다.

<알파리퀴드® 100 검사 진행 과정>

Ⅲ. 수술 후 재발 조기탐지를 위한 캔서디텍트®

캔서디텍트®는 1-3기 암 수술 후 환자의 재발을 모니터링하는 100% 개인 맞춤형 AI 초정밀 유전자검사 플랫폼이다. 치료받은 암 환자의 30% 이상은 5년 이내 재발한다. 조기 진단 시 환자의 완치율은 90%에 달하기 때문에 재발을 미리 발견한다면 불필요한 항암을 방지할 수 있다.
캔서디텍트®는 수술 당시 절제한 암 조직을 분석해 종양 특이적 유전자 변이를 검출하고 이를 바탕으로 개인 맞춤형 유전자 패널을 제작하여 미세잔존암을 모니터링한다. 혈액 속 DNA 중 0.001% 비율에 달하는 극저빈도 종양 신호까지 검출할 수 있는 기술력을 갖추고 있어 극미량의 ctDNA를 탐지해 미세잔존암을 찾아낸다. 업계 최초 하이브리드 캡쳐 NGS 기술을 기반 으로 엑손 전 영역의 100여개 변이에 대한 모니터링이 가능하다.
수술 후 1개월부터 정기적인 검사를 진행하여 SNV, InDel 등 유전자 변이 여부를 관찰하기 때문에 기존 영상검사 대비 수개월 이른 시점에 재발 여부를 진단할 수 있다. 말초혈액단핵세포(Peripheral Blood Mononuclear Cell, PMBC) 없이도 분석 가능한 변이를 선별할 수 있는 알고리즘 기술을 보유하고 있어 PMBC가 없는 상황에서도 평균검사기간은 영향을 받지 않는다.
캔서디텍트®는 처음 시작된 암 이외에도 약물 저항성 유전자 변이를 가진 암 세포가 일으키는 재발도 검출할 수 있다. 또한, 개인 맞춤형 유전자 패널은 채취한 조직에서 발견된 환자 특이적 바이오마커 이외에도 치료의 타깃이 될 수 있는 추가적인 바이오마커까지 분석할 수 있다. 재발을 진단할 뿐만 아니라 항암 치료의 진행 여부를 판단하고 항암제 투여량 조절을 결정하는등 추후 항암 치료를 계획하는 데도 도움을 줄 수 있다.

<캔서디텍트® 검사 진행 과정>

Ⅳ. 다중암 조기진단을 위한 캔서파인드®

캔서파인드®는 일반인과 고위험군을 대상으로 암을 진단하고 암의 원발 부위를 추정하는 환자 편의적 암 조기진단 플랫폼이 다. 한 번의 혈액검사로 8개 암종(대장, 위, 간, 췌장, 폐, 유방, 난소, 전립선)을 동시에 검사할 수 있다.
초기 암은 크기가 매우 작아 혈액 속 ctDNA의 양이 0.001% 미만 수준으로 적다. 암을 조기진단하기 위해서는 극소량의 ctDNA를 검출하고 정상 DNA에 변이가 발생하는 과정에서 달라지는 유전체 특징을 넓은 영역에서 종합적으로 분석하는 것이 중요하다. 영상검사로는 1cm 이하의 작은 암은 발견할 수 없으며, 기존의 혈액 기반 유전성 암 검사는 암세포가 아닌 혈액 세포를 통해 유전자 변이를 검사하기 때문에 위험성에 대한 예측이 가능할 뿐 검사 시점에서의 암 존재 여부를 확인할 수 없다. 단백질 암 표지자 검사 역시 암이 아니더라도 암 표지자가 증가할 수 있어 위양성이 높고 정확도가 떨어진다.
캔서파인드®는 최첨단 AI NGS 분석기법을 활용한 유전체 정밀 분석을 통해 극소량의 ctDNA를 탐지하고 신속하고 정확하게 암을 진단한다. 전장유전체 메틸레이션 시퀀싱과 시그니처 앙상블 머신러닝 모델 분석이 적용되었는데, 암종마다의 차이를 잘 반영하는 것으로 알려진 메틸레이션(후성유전학적 특징), 복제수(유전적 특징), DNA 절편 특징 등 유전체의 다중 특징을 종합 분석한다. 암세포에서 유래한 DNA의 다중 특징을 직접적으로 실시간 분석하기 때문에 영상검사, 분변검사 등은 물론 기존의 혈액검사 대비 높은 수준의 민감도(87.7%)와 특이도(96.1%)를 보인다.
캔서파인드®를 통해 아이엠비디엑스는 8개 암종을 대상으로 하는 유전자 검사기관으로 질병관리청 승인을 받았으며, 조기 진단 관련 국가 암정복 과제에 캔서파인드가 활용되고 있다.

<캔서파인드® 검사 진행과정>

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