세계보건기구(WHO)가 2012년 발표한 보고서에 따르면, 현재 각종 암으로 고통 받고 있는 인구는 세계적으로 1,400만을 넘어섰다. 또 향후 20년 간 70%의 추가적인 증가세를 보일 것으로 예상된다.
이러한 전망 속에 항암 연구에 대한 관심과 투자 역시 가속화되고 있다. 오레곤 의료과학대학(OHSU) 나이트 암 연구소(Knight Cancer Institute)와 제휴를 맺은 인텔을 그 대표적인 사례로 이야기할 수 있을 것이다. 이 기업은 빅데이터 애널리틱스와 오픈 클라우드 테크놀로지를 활용하는 새로운 항암 치료 방법론을 실험하고 있다.
인간 게놈 프로젝트가 발족돼 인간 유전자 염색체 지도가 완성 된지도 12년이 지났다. 이 프로젝트를 통해 의료계는 환자 개개인의 유전 형질과 환경, 라이프스타일에 따른 맞춤형 의약 처방을 제공할 수 있게 됐고, 그 결과 인류의 의료수준 전반은 비약적인 발전을 이뤘다.
이와 같은 맞춤형 진료 계획이 가능해지며 특히 성과를 거둔 영역이 바로 항암 치료 분야다. 게놈 정보에 기반한 정확한 치료가 가능해짐에 따라 일반 세포에까지 타격을 입히는 화학적 치료의 필요성이 상대적으로 줄어들었기 때문이다.
그러나 아직은 비용의 장벽으로 모든 이들이 이러한 의학적 발전의 혜택을 온전히 누리지 못하고 있는 것 역시 현실이다. 현재 한 개인의 DNA를 시퀀싱(sequencing)하는 과정은 수 주에서 길게는 수 개월이 소요되며, 이를 다시 분석하는 데에도 그 정도의 기간이 추가적으로 소요된다.
분석으로 생성되는 각종 이미지 및 의료 데이터 등의 로우 데이터 결과물의 규모 역시 보통 1TB 규모에서 많게는 2~3TB에 육박하기 때문에 그 관리와 처리가 쉽지 않다.
인텔 선행적 의료 연구 그룹의 디렉터 에릭 디시먼은 “개인적으로 5년 전 암 진단을 받고, 게놈 분석 치료법을 경험한 적이 있다. 내 경우에는 다행히 하루 만에 시퀀싱 과정이 끝났지만, 이후 데이터의 처리와 활용에 각각 4개월이 걸렸다. 다행히 8개월의 수명이 남아있던 덕에 치료를 무사히 마칠 수 있었다”라고 전했다.
치료 기간 단축을 위한 노력
인텔과 OHSU는 이처럼 오랜 기간이 소요되는 DNA 시퀀싱 및 분석, 그리고 그에 기반한 개인 처방의 모든 과정을 24시간 내에 완료하는 것을 목표로 프로젝트를 출범시켰다.
지난 19일 치러진 인텔 개발자 포럼에서 두 기관은 협력적 암 클라우드(Collaborative Cancer Cloud)라는 이름의 공개 플랫폼 서비스(PaaS, Platform as a Service) 솔루션을 발표하고, 2020년까지 위의 목표를 달성하는 것을 목표로 작업이 진행될 것이라고 밝혔다.
협력적 암 센터는 의료 기관들이 환자의 게놈, 이미지, 임상 데이터를 공유할 수 있는 정밀 의학 애널리틱스 플랫폼으로서 활동한다. 디시먼은 환자와 관련한 대규모의 데이터를 연계 기관 전반에서 자유롭게 분석, 배포할 수 있도록 보장하며 그 과정에서 제기될 수 있는 보안, 프라이버시의 문제를 해소하는 것을 플랫폼의 두 주요 과제로 언급했다.
OHSU 나이트 암 연구소의 디렉터 브라이언 드렁커 박사는 “미래 의학의 핵심 과제는 암을 비롯한 모든 질병의 게놈 배열을 정리하는 것이다. 그리고 그 과정에서 우리는 이전까지는 상상도 할 수 없던 규모의 데이터와 마주하게 될 것이다. 이 데이터들의 의미를 제시간에 해석해내기 위해선, 데이터 공유가 반드시 필요하다”라고 강조했다.
드렁커 박사는 이어 “데이터를 신속히 처리해 환자를 위한 치료법을 개발하는 것만큼이나 공유하는 데이터의 보안을 보장하는 것 역시 중요한 과제다. 게놈 시퀀싱을 통한 질병 치료가 보편화되기 위해 이는 필수적인 과정이다. 우리는 현재 2%의 환자들만이 누리는 이 혜택을 2020년에는 원하는 모두가 누릴 수 있도록 할 것”이라고 덧붙였다.
인텔과 나이트 암 연구스는 2016년까지 협력적 암 센터 이외에 두 개의 협회를 추가적으로 개설할 계획이다.
디시먼은 “이러한 행보가 지속돼 우리의 협력적 암 클라우드 네트워크에 다른 협회들의 참여가 이뤄진다면(혹은 그들 스스로 자체적인 플랫폼을 구축한다면) 의료진과 환자들은 더욱 다양한 과학, 정밀 치료 옵션을 누릴 수 있을 것이다. 또한 암 분야에서 이뤄진 개인화 연구 성과는 알츠하이머나 당뇨, 자폐증 등 여타 유전학적 질병의 치료에도 기여가 가능할 것으로 기대하고 있다”라고 설명했다.
디시먼에 따르면 환자의 데이터는 두 파트너 기관이 전속으로 관리하지만, 이외의 암 치료 지식기반은 그것을 연구 목적으로 이용하고자 하는 외부 집단들에 공유할 예정이다.
데이터의 힘
디시먼은 “우리는 의료진과 연구진, 환자들이 그들이 가지고 있는 데이터를 보다 효율적으로, 그리고 안전하게 사용하길 희망한다. 의료 기관들이 환자의 프라이버시를 침해하지 않으며 의학 연구 데이터를 공유할 통로가 생긴다면, 산업 전체에서 새로운 시각과 가치의 발굴이 보다 가속화될 것이다”라고 말했다.
인텔은 이를 위해 오픈소스 코드를 전달함으로써 개발자들의 공동운영 솔루션 개발 작업을 지원할 계획이다. 디시먼은 코드를 오픈소스화 함으로써 서로 다른 클라우드 간의 데이터 공동운영이 가능해지고, 보다 넓은 데이터셋에 걸친 애널리틱스가 실현될 것이라 전망했다.
드렁커는 “인텔과의 이번 산학 연계는 우리에게 상당히 고무적인 일이다. 애널리틱스의 성능과 속도는 분명 많은 개선이 필요하다. 나를 비롯한 암 생물학계의 동료들은 이전부터 데이터를 더욱 잘 이해하고 활용할 방법을 고민해왔다. 그리고 이제 인텔의 컴퓨터 과학자들을 통해 우리는 코드를 최적화하고 보다 효율적인 분석 작업을 진행할 방법을 알게 됐다”라고 말했다. dl-ciokorea@foundryco.com
