01
암의 진화·전이·치료저항성
종양 내부의 이질성과 클론 진화를 추적해 전이와 재발을 치료 전에 예측한다.
02
신경퇴행의 조기진단과 역전
증상이 나타나기 전의 뇌 변화를 식별하고 비가역적 신경세포 손실을 멈추거나 되돌린다.
03
감염병·항생제 내성의 공진화
빠르게 변하는 병원체보다 먼저 진단·치료·감시 체계를 갱신하는 방법을 찾는다.
PROBLEM01
암의 시공간 클론 진화 제어
한 환자의 종양 안에서 서로 다른 암세포 집단이 면역계·미세환경·치료압력에 반응하며 진화할 때, 어떤 클론이 전이·재발을 일으킬지 미리 식별하고 제어할 수 있는가?
dxᵢ/dt = xᵢ[fᵢ(x,E,T) − f̄] + Σⱼ μⱼᵢxⱼ
핵심 연구
- 단일세포·공간오믹스 기반 종양 이질성 지도
- 전이 전구 클론과 미세환경 상호작용
- 면역회피·표적치료 저항의 진화 모델
검증·성공 기준
- 전이·재발 고위험 클론의 전향적 예측
- 치료순서별 내성 출현 확률 감소
- 다중암 조기검사의 사망률 감소 입증
PROBLEM02
신경퇴행의 인과기전과 회복 가능 경계
아밀로이드·타우·염증·혈관·대사 요인이 수십 년간 얽혀 진행될 때, 증상 이전에 개인별 원인 경로를 식별하고 어느 시점까지 신경기능을 회복시킬 수 있는가?
zₜ₊₁ = F(zₜ, Aβ, τ, I, V, G) + εₜ, yₜ = H(zₜ) + ηₜ
핵심 연구
- 혈액·뇌영상·디지털 바이오마커의 종단 통합
- 아밀로이드 밖의 염증·혈관·단백질 접힘 표적
- 혈액뇌장벽 전달과 신경회로 재생
검증·성공 기준
- 증상 전 개인별 진행경로와 속도 예측
- 인지저하 지연을 넘어 기능회복 입증
- 바이오마커 변화와 임상효과의 인과 연결
PROBLEM03
병원체와 치료체계의 진화 속도 경쟁
사람·동물·환경을 오가는 병원체가 약제 선택압 아래 내성을 획득할 때, 감염 현장에서 원인균과 내성을 즉시 판별하고 치료효과를 보존하는 적응형 체계를 만들 수 있는가?
Rₑ(t) = β(t)S(t)/γ(t), Δpᴿ ≈ s(A,U,E)pᴿ(1−pᴿ)
핵심 연구
- 현장형 신속진단과 실시간 유전체 감시
- 신규 항균제·파지·백신·병용치료
- One Health 기반 처방·축산·환경 데이터 연결
검증·성공 기준
- 세균·바이러스 구분과 감수성 결과의 당일 제공
- 부적절 처방과 내성 감염 사망의 동시 감소
- 신종 병원체 탐지부터 대응까지 시간 단축
SELECTION RATIONALE
왜 이 세 가지를 핵심 난제로 선정했는가
01 · 질병 부담사망·장애·돌봄 비용을 장기간 크게 만드는가
02 · 진화성치료와 환경 변화에 대응해 질병 자체가 달라지는가
03 · 비가역성늦게 발견하면 회복 가능성이 급격히 낮아지는가
04 · 확장성해법이 진단·신약·공중보건 전반에 재사용되는가
암: 세포 집단의 진화이질성·전이·내성을 예측 가능한 경로로 바꾼다.
신경퇴행: 시간과 비가역성증상 이전의 개입 창과 회복 경계를 찾는다.
감염·내성: 종간 공진화병원체보다 빠르게 학습하는 보건체계를 만든다.
기준일: 2026년 9월 · 주요 근거: WHO Cancer Fact Sheet · IARC Global Cancer Observatory · NIH 2025 Dementia Research Progress Report · WHO Global Research Agenda for AMR