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AI 소프트웨어 '인디고', 결핵 치료에 더 효과적인 약물 조합 찾는다
등록일 : 2019-12-04 10:13 | 최종 승인 : 2019-12-04 10:13
허성환
결핵 약물이 부족 사태를 겪는 가운데 더 효과적인 약물 조합을 예측할 수 있는 인공지능(AI) 시스템이 개발됐다(사진=셔터스톡)

[메디컬리포트=허성환 기자] 결핵 약물의 부족 현상으로 전 세계 많은 환자가 제대로 치료받지 못하는 가운데, 더 효과적인 약물 조합을 예측할 수 있는 인공지능(AI) 시스템이 개발돼 화제다.

미국 미시간대학 연구팀이 개발한 새로운 결핵약 최적화 시스템은 향후 약물 조합에 있어 일반적인 시행착오 시스템 대체에 활용될 수 있을 전망이다. 연구팀은 새로운 시스템이 전통적인 기존 시스템보다 더 높은 정확성을 자랑한다고 평가했다.

AI 소프트웨어, 결핵 치료제 약물 비교

미질병통제예방센터(CDC)에 따르면, 모든 인간은 결핵을 일으킬 수 있는 박테리아를 가지고 있다. 그러나 면역계는 박테리아 성장을 억제하고 통제하는 등 중요한 역할을 하며 신체를 지킨다. 다만 면역계가 결핵을 조절할 수 없는 상황이 되면, 박테리아는 증식하면서 그 수를 증가시키는데, 이 시점에서는 면역계도 더이상 박테리아의 결핵 유발을 막을 수 없다. 이때는 병원에서 처방받은 항결핵치료제를 통해 박테리아를 죽여야 한다.

특히 결핵 치료 과정에서 의사는 환자에게 처방된 대로 약을 치료 기간까지 복용할 것을 강력히 권고한다. 결핵균이 약물에 대한 내성을 빠르게 발달시킬 염려가 있기 때문으로, 일단 내성이 생기면 환자의 치명적인 상태를 막을 수 있는 효과적인 약물을 찾기도 더욱 어려워진다.

이런 가운데 연구팀은 결핵약 부족을 해결하기 위한 새로운 소프트웨어 모델 '인디고(INDIGO)'를 개발했다. 인디고는 다른 여러 질병에서 사용되는 결핵 및 기타 약물들을 서로 비교하는 것이 주 임무로, AI 기술을 통해 최상의 약물 조합을 찾을 수 있다.

연구를 주도한 슈이 마 연구원은 "인디고는 시너지 효과를 포함한 약물 조합의 활동을 정확하게 예측할 수 있다"고 설명했다. 여기서 시너지 효과란 약물 조합의 활동이 개별 약물의 활동보다 더 큰 경우를 의미하는데, 반면 조합의 활동이 적은 경우의 약물 간 길항작용도 정확히 예측할 수 있다.

인디고는 시너지 효과를 포함한 약물 조합의 활동을 정확하게 예측할 수 있다(사진=셔터스톡)

특히 인디고는 연구에서 항결핵제가 항말라리아제 혹은 항정신병약과 병용될 수 있다는 사실도 보여줬다. 즉 항결핵제를 약물과 조합하면, 항결핵제만 단독으로 사용될 때 보다 그 효과가 증폭될 수 있는 것이다. 구체적인 사항은 다음과 같다.

- 3가지 약물 조합에서 시스템은 항생제인 목시플록사신과 스펙티노마이신을 항한센병 치료약인 클로파지민과 결합할 것을 제안했다.

- 4가지 약물 조합에서는 베다퀼린과 클로파지민, 프레토마니드를 정신분열증 관리에 사용되는 티오리다진과 결합할 것을 제안했다.

- 5가지 약물 조합의 경우 베다퀼린과 클로파지민, 리팜피신, 클래리스로마이신을 말라리아에 사용되는 P218과 결합할 것을 제안했다.

인디고가 제안한 이 3개 그룹은 결핵 약물의 시너지 조합에서 상위 0.01%에 속한 것으로 나타났다. 연구팀이 이 조합을 실험했을 때의 시너지 효과는 88.8%였다.

 

 

미국 내 결핵 환자

CDC에 따르면 지난해 기준으로 미국에서 발생한 결핵 사례는 매우 다양했다. 먼저 성별로는 남성이 5,527건, 여성 3,476건, 불특정 22건으로, 총 9,025건이 발생했다.

인종별로는 아메리칸·앨라스카 원주민이 104건으로, 남성 62건, 여성 42건이었다. 아시아는 남성 1,850건, 여성 1,338건, 불특정 2건이었다. 흑인·아프리카계 미국인은 남성이  1,110건, 여성이 696건, 불특정이 3건이었다. 하와이 원주민·태평양의 경우 남성 56건, 여성 61건으로 나타났다. 백인의 경우 남성 691명, 여성 380명, 불특정 3명이었다.

 

 

[메디컬리포트=허성환 기자]
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