진단 치료 동시, ‘암 융합진료’가능

[산업일보]
체내 유전자 발현, 생화학적 현상, 생물학적 변화 등을 영상화 하는 '분자영상' 기법이 최근 의학, 생명과학 연구에 있어 중요한 포지션을 차지하고 있다.

미래창조과학부(장관 최양희)는 대표적인 의료 영상기기인 PET(양전자방출단층촬영)를 이용해 암을 진단하면서, 동시에 암을 치료 할 수 있는 유전자 시스템을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다.

한국원자력의학원 강주현, 김광일 박사팀이 미래부 방사선기술개발사업의 일환으로 수행한 이 연구는 해당 분야 최고 권위지인 미국 핵의학회저널(Journal of Nuclear Medicine)에 게재됐다.

5mm미만의 작은 종양도 찾아낼 수 있어 암 조기진단에 널리 사용돼 온 PET(국내 연간 촬영건수 359,983건, 2013년 기준)는 방사성의약품을 주사한 후, 몸속에서 일어나는 생화학적 변화를 영상화한다.

정상세포보다 빨리 자라기 때문에 대사 작용이 활발히 일어나는 암세포의 특성을 이용, 암 세포 주변에 방사성의약품이 집중적으로 모이도록 해 암의 위치와 크기 등을 진단한다.

강주현 박사팀이 개발한 ‘사람 구리수송체(hCTR1) 유전자 시스템'은 PET 촬영으로 암을 진단하면서 동시에 암을 치료하는 융합진료 가능성을 확인한 것으로, 방사성동위원소 구리-64를 이용하는 것이 특징이다.

암 융합 진료는 먼저 ‘사람 구리수송체(hCTR1) 유전자’를 이용한 유전자 치료를 통해 암 조직에 구리수송체를 과 발현시킨 후 구리-64를 정맥 주사해 PET를 찍게 되면 암 세포에 구리-64가 모여 암의 크기와 위치가 영상화돼 나타남과 동시에, 구리-64에서 배출되는 방사선으로 암 세포를 파괴하는 원리다.

방사성동위원소 구리-64는 PET 영상을 얻는데 이용되는 양전자를 약 17% 방출하고, 암 치료에 이용될 수 있는 베타선을 약 39% 방출하는 붕괴특성이 있어 이러한 점에 착안해 연구가 시행됐으며 구리수송체 유전자를 조직에 발현시켜 영상화에 성공한 것은 세계적으로 처음이다.

특히 구리-64는 PET 촬영용 방사성의약품에 널리 사용돼 온 불소-18과 탄소-11 등에 비해 7배 이상 긴 반감기를 가지고 있어, 핵의학 및 분자영상 연구에 매우 유용하게 이용될 전망이다.

강주현 박사는 “구리-64(Cu-64)가 암세포를 살상할 수 있는 능력도 보유하고 있어 영상진단과 치료를 동시에 수행할 수 있는 컨버전스 기능을 기대할 수 있다”고 내다봤다.

이번 연구는 한국원자력의학원이 보유하고 있는 사이클로트론을 활용해 구리-64를 비롯한 다양한 방사성동위원소를 생산, 정제하는 기술력을 바탕으로 수행됐다.

의학원은 국내 최초로 의료용 방사성동위원소 요오드-124(I-124) 및 구리-64(Cu-64)의 대량 국내 생산 기술을 확보하고 생산 허가를 취득했으며 전국적인 공급 시스템 구축을 통해 서울대, 성균관대, 경북대를 포함한 국내 10여개 기관에 방사성동위원소를 지원함으로써, 국내 방사성의약품 연구 분야의 경쟁력 강화에 기여하고 있다.

강주현 박사팀은 이 같은 성과를 바탕으로 2015년부터는 난치성 암의 진단과 치료가 동시에 가능한 컨버전스 방사성의약품의 개발 및 임상 적용 등 실용화 연구를 본격 추진할 예정이다.