새로운 AI 도구, 어린아이의 심각한 천식 위험 예측

획기적인 발전으로, 메이요 클리닉의 연구자들은 심각한 천식 악화와 급성 호흡기 감염의 위험이 가장 높은 천식 어린이를 식별할 수 있는 인공지능 도구를 만들었습니다.

최근 연구에 자세히 설명된 이 혁신적인 접근 방식 출판 알레르기 및 임상 면역학 저널에 따르면, 이러한 위험은 3세 어린이에게서도 감지될 수 있습니다.

소아 천식의 피해

질병통제예방센터(CDC)에 따르면, 미국에서는 약 6만 명의 어린이가 천식을 앓고 있으며, 이는 결석, 응급실 방문, 병원 입원의 주요 원인 중 하나입니다.

호흡기 감염은 천식 발작의 흔한 원인이지만, 증상은 매우 다양하고 시간이 지남에 따라 바뀌기 때문에 임상의가 어떤 어린이가 천식에 가장 취약한지 정확히 파악하기 어렵습니다.

메이요 클리닉의 AI 도구는 이런 격차를 메우는 것을 목표로 합니다.

"이 연구는 소아 천식에 대한 정밀 의학에 한 걸음 더 다가가게 해줍니다. 즉, 중증 천식에 대한 반응적 치료에서 고위험 환자의 예방 및 조기 발견으로 치료가 전환되는 것입니다."라고 Mayo Clinic 소아과 교수이자 이 연구의 수석 저자인 영 준이 보도자료를 통해 밝혔습니다.

Juhn은 Mayo Clinic의 여러 주요 연구 프로그램을 감독하는데, 여기에는 Mayo Clinic Children's의 AI 프로그램과 Precision Population Science Lab이 포함됩니다.

AI를 활용한 천식 조기 진단

이 연구를 위해 연구진은 미네소타 주 남동부에서 1997년에서 2016년 사이에 태어난 22,000명 이상의 어린이의 전자 건강 기록을 분석했습니다.

이 방대한 양의 데이터를 처리하기 위해 그들은 머신 러닝과 자연어 처리를 사용하여 의사의 기록에서 중요한 정보를 추출하는 여러 AI 도구를 개발했습니다.

이러한 도구를 사용하면 증상과 가족력 등 중요한 데이터 포인트를 수집하여 연구자들이 어린아이의 천식을 평가하는 데 널리 알려진 두 가지 진단 체크리스트인 사전 결정 천식 기준과 천식 예측 지수를 적용할 수 있습니다.

두 가지 체크리스트 기준을 모두 충족한 어린이는 심각한 합병증의 위험이 더 높은 별도의 하위 그룹으로 식별되었습니다.

3세까지 천식 위험 감지

연구자들은 이 고위험 하위 집단을 분석하여 연구에 참여한 다른 어린이들과 비교했을 때 뚜렷한 차이점을 발견했습니다.

3세가 되면 고위험군에 속하는 어린이는 폐렴을 두 배 이상 자주 겪었고, 독감은 거의 세 배나 자주 겪었습니다.

또한 이들은 스테로이드 투여, 응급실 방문 또는 입원을 필요로 하는 천식 발작의 발생률이 가장 높았으며, 생후 첫 3년 동안 호흡기 세포융합 바이러스(RSV) 감염에 더 취약했습니다.

게다가, 이런 아이들은 천식, 습진, 알레르기성 비염, 음식 알레르기에 대한 가족력이 있을 가능성이 더 높았습니다.

실험실 검사 결과, 호산구 수치 증가, 알레르겐 특이 IgE 수치, 2형 염증의 지표인 페리오스틴 수치 증가 등 알레르기성 염증 징후가 나타났으며, 폐 기능 장애도 나타났습니다.

이러한 연구 결과는 일부 어린이가 더 심각한 호흡기 문제를 겪을 수 있는 고위험 천식 하위 유형을 나타냅니다.

무엇 향후 계획?

연구팀은 이러한 AI 도구의 테스트를 더욱 다양한 인구 집단과 의료 시스템을 포함하는 더 광범위한 임상 환경에서 확대할 계획입니다. 생물학적 데이터를 통합하여 조기 개입을 위한 천식 아형의 정의와 치료법을 개선하는 것이 목표입니다.

연구팀은 또한 천식과 관련된 과민성 면역 반응을 완화하도록 설계된 화합물 연구를 준비하고 있습니다. 실험실에서 배양된 오가노이드라는 세포 모델을 활용하여 소아 천식의 조기 발견 및 예방 전략을 대규모로 발전시키는 것을 목표로 합니다.

출처: 메이요 클리닉