LG AI연구원·밴더빌트대 협업 다중 AI 에이전트
병리 이미지 한 장으로 유전자 활성·약물 반응 예측
4주 진단 과정, 하루 만에 수행... 글로벌 경쟁 본격화
그래픽=김진욱 기자·DALL-E-3
LG AI연구원과 미국 밴더빌트대 연구진이 '에이전틱 인공지능(AI)'을 이용한 암 정밀 진단 분야 선점 경쟁에 뛰어들었다. 종양 조직 사진 한 장으로 암 환자의 조직을 분석하고 맞춤형 항암 전략 마련까지 단 하루 만에 수행하도록 설계한 연구 성과를 선보였다. 암 환자의 치료 골든타임 확보에 기여할 수 있는 기술력에 관심이 쏠리고 있다.
LG AI연구원과 황태현 밴더빌트대 메디컬센터 교수 연구팀은 17일(현지시간)부터 22일까지 미국 캘리포니아주 샌디에이고에서 열리는 미국암연구학회(AACR) 2026에서 공동 개발 중인 '암 에이전틱 AI' 연구 성과를 공개했다고 21일 밝혔다.
LG AI연구원의 병리 특화 AI '엑사원 패스'를 기반으로 다중 AI 에이전트가 암 조직 병리 이미지 한 장으로 암유전자 활성을 예측하고, 후보 약물 반응 검증과 치료 전략 설계까지 하루 안에 수행하도록 설계한 것이 핵심이다. 암 진단부터 치료법 결정까지 조직검사·유전자 패널 검사·다학제 콘퍼런스를 거치며 평균 4주 이상 걸리던 과정을 획기적으로 단축해 암 환자가 적기에 치료를 받게 한다는 게 목표다.
암 에이전틱 AI는 여러 AI 에이전트가 원 팀으로 협업하는 구조로 동작한다. LG 측에 따르면, 첫 번째 에이전트는 위암 등 암 조직 이미지를 분석하고, 두 번째 에이전트는 조직 내 주요 암유전자 위치와 활성 정보를 추정한다. 이에 대한 AI의 예측 결과와 실제 측정 결과를 또 다른 에이전트가 대조·검증하고, 후보 약물에 대한 반응 가능성을 계산해 반응군·비반응군을 나눈다. 이를 토대로 치료 전략을 설계하는 에이전트가 이전 단계 결과를 모아 치료 선택지와 예상 효과를 정리해 의료진에게 넘긴다. 황 교수 팀은 "암 에이전틱 AI가 인지, 추론, 계획, 실행의 반복 과정을 통해 결과를 도출하면 다음 AI 에이전트에 인계해주는 방식으로 작동된다"고 설명했다.
또한, AI 에이전트는 각 단계에서 안전성, 가이드라인 준수 여부, 실측값과의 차이, 약물 반응 상관관계 등을 스스로 점검한다. 이 과정에서 불확실성이 높은 구간을 표시해 의료진에게 알리도록 설계됐다. 환자 사례가 쌓일수록 모든 에이전트가 함께 업데이트돼 누적 데이트 기반으로 예측과 치료 전략 추천이 정교해질 수 있다. AI와 인간 의료진 간 협업 뒤 인간이 최종 결정을 내리는 식이라 윤리 부담도 없다.
LG AI연구원과 황 교수 팀은 위암을 시작으로 대장암·폐암 등 주요 암으로 에이전틱 AI 적용 범위를 넓힐 계획이다. 연구진은 "병원에서는 조직 검사 결과를 실시간 분석해 맞춤형 치료를 제공해 성공률을 높이고, 제약 분야에선 최적 환자군 선별과 적응형 임상시험을 통해 비용과 기간 단축, 성공률 향상에 기여할 것으로 기대한다"고 밝혔다.
연구진은 22일 AACR 2026 기술 혁신 세션에서 '인간과 AI의 협업, 전문 의료진의 의사결정 파트너 AI'를 주제로 발표한다. 이어 대학병원과 글로벌 제약사들과 엑사원 기반 암 연구와 에이전틱 AI의 실제 적용 방안을 논의할 예정이다.
글로벌 빅테크 등도 암 극복을 위한 도전을 꾸준히 이어오고 있다. 구글은 2020년부터 메이오클리닉과 손잡고 실전 방사선치료 계획에 AI를 접목하는 공동 연구에 착수했다. 지난달에는 영국 보건당국과 협력해 AI를 활용한 유방암 조기 발견 연구 성과도 발표했다. 마이크로소프트(MS)는 2024년 5월 암 진단용 디지털 병리 파운데이션 모델 '기가패스'를 공개했다. 17만 장 이상 병리 슬라이드를 학습한 모델로 다수 암종에서 90% 이상 진단 성능(AUC)을 기록했다고 부연했다. 지난해 6월 독일 드레스덴대 등 공동 연구진은 다중 데이터를 읽고 종양내과 전문의급으로 치료 방침을 제안할 수 있는지 검증한 자율형 종양학 AI를 네이처 계열 저널에 소개하기도 했다.
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