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BNCT 붕소중성자 암세포만 “공격”

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작성자 큐헬스케어 작성일17-01-25 10:52 조회1,586회 댓글0건

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BNCT 붕소중성자 암세포만 “공격”

기존 방사선 치료 뛰어넘는 혁신적 암치료 기술 등장
일본의 선진 의료기술, 한국 암에 새로운 희망 치료

서효림 | shr8212@hkbs.co.kr | 2017.01.18 18:01  translate.gif
     

 



[환경일보] 서효림 기자 = 우리나라 국민이 기대수명까지 생존할 경우 3명 중 1명은 암에 확률이 있다는 통계가 나와 눈길을 끌고 있다. 보건복지부와 중앙암등록본부의 국가암등록통계 사업에 따른 우리나라 국민의 ‘2014년 암 발생률, 암 생존율 및 암 유병률 현황’ 발표에 따르면 남자의 기대수명 79세에 달하면 5명 중 2명, 여자의 기대수명인 85세까지 생존할 경우에는 3명 중 1명에게서 암이 발생한 것으로 추정됐다. 더 이상 암은 낯선 질병이 아니다.
하지만 겁먹기는 이르다. 우리나라의 전체 암 5년 상대생존율은 70% 이상으로 미국의 60% 수준을 뛰어넘는 진보된 암 치료 환경을 보이고 있기 때문이다.
최근 암치료만 골라 공격하는 똑똑한 방사선 치료가 가까운 나라 일본에서 등장해 암환자들에게 새로운 희망이 되고 있다. 기적의 암치료법이라 불리는 붕소중성자 포획요법(Boron Neutron Capture Therapy, BNCT)에 대해 알아보고자 본지는 일본 암치료 신기술의 메카 에도가와 병원을 찾아 BNCT의 권위자 하마박사의 설명을 들어봤다. 환경의 변화, 실내공기질의 악화로 변화되고 있는 암 발생 현황을 살펴보고, 기존의 치료법을 넘어선 다양하고 획기적인 치료방법을 알아보자. <편집자주>

더 이상 불치병도 난치병도 아닌 ‘암’

지난해 말 발표된 2014년 암 발생률·생존율·유병률 현황에 따르면 지난 2010~2014년 발생한 암 환자의 5년 상대생존율은 70.3%로 70% 선을 처음 돌파했다. 암 환자 3명 중 2명 이상이 5년 이상 생존한다는 뜻이다.
5년 상대생존율이 100%를 넘는 갑상선암을 제외해도 암 환자의 최근 5년 상대생존율(2010~2014년)은 63.1%에 달했다.
5년 상대생존율은 암 발생자가 교통사고나 심·뇌혈관 질환 등 암 이외의 원인으로 사망할 가능성을 보정해서 추정한 5년 이상 생존 확률로 암 환자의 5년 관찰생존율을 일반 인구의 5년 기대생존율로 나눠 계산한다.
2010~2014년 구체적인 암 종별로는 갑상선암의 5년 상대생존율이 100.2%로 가장 높았고, 전립선암(93.3%), 유방암(92.0%) 등이 비교적 높은 생존율을 보였다. 이에 반해 간암(32.8%), 폐암(25.1%), 췌장암(10.1%)은 상대적으로 생존율이 낮았다.

암 환자의 완치를 위해서 가장 먼저 시도되는 것이 수술, 항암화학요법, 방사선요법이다.
수술요법 가운데 새로이 시도되는 방법은 감마나이프 퍼펙션이다. 이것은 감마나이프의 최신 모델로 Perfexion 모델은 기존의 한계를 뛰어 넘어 완전 자동화 시스템과 다양한 크기의 시준기(collimator)를 적용해, 환자의 불편은 최소화하면서도, 더욱 정교한 치료가 가능하게 하여 기존의 감마나이프 모델보다 정밀하고 빠른 수술이 가능하게 한다.

국내최초로 도입된 감마나이프 퍼펙션의 자동 환자 이송장치(PPS)는 치료 시 환자의 위치를 0.1mm 단위로 조정할 수 있는 장비로 환자의 위치를 고정하는 것을 고정밀도의 로보틱스를 이용해 자동적으로 실시함으로써 정확도를 개선했다. 감마나이프 퍼펙션을 사용하면 종전에 수술이 어려웠던 뇌심부나 위험부위의 병도 치료할 수 있으며 대부분의 질환에 대해 약 90%가 넘는 높은 치료 성공률을 보이고 있어 그 적용대상이 계속 확대되고 있다.

방사선치료는 고에너지 방사선을 이용하여 암세포를 죽이는 치료를 말하는데 여기서 방사선이란 에너지가 공간을 통해 전파되는 현상 또는 전파를 매개하는 물질을 가리키며, 엑스선이 대표적인 예다. 방사선치료는 1일 수 분에서 20~30분 정도의 시간이 소요되며, 치료 시 고통이 없다는 장점이 있다.

방사선 치료와 CT 접목한 토모테라피 각광

세기조절 방사선치료는 단일 방사선 조사 범위를 조금 더 작은 조사부위로 나누어 각각 방사선의 세기를 다양하게 함으로써 종양에는 많은 양의 방사선을 조사하면서 종양주변 정상 조직에 도달하는 방사선량은 최소화하기 위한 방사선 치료의 방법이다. 두경부암이나 전립선암과 같이 주변에 방사선에 민감한 장기가 근접해 있는 경우에 특히 도움이 될 수 있다.

토모테라피는 세기조절 방사선치료와 CT의 기술을 접목한 것으로, 매 치료 시 CT를 이용하여 종양의 위치와 모양을 확인함과 동시에 더욱 정밀해진 세기조절 방사선치료를 암부위에 조사하는 치료이다. 치료하고자 하는 암을 여러 개의 단층으로 나눈 뒤 각각의 단층에 수백 개의 가느다란 방사선을 360도 방향에서 조사하는데, 방사선이 환자에게 조사되는 방식이 독특하여 슬라이스(Slice) 치료 또는 나선형(Helical) 치료라고도 한다. 모든 암에 적용이 가능하고, 특히 방사선에 민감한 정상조직이 위치하는 부위이거나 방사선치료를 받았던 부위에 재발한 경우 추가 방사선치료가 필요할 때 사용된다.

특히 토모테라피는 ‘꿈의 방사선 암 치료장비’라고 불리며 암 환자들에게 많은 희망을 전해 준 것으로 알려졌다.

방사선 치료기인 토모테라피를 이용한 암 치료 영역은 초창기만 해도 주로 전립선암·두경부암·다발성암 등에 제한적으로 적용됐다. 그러나 이 시기에는 정밀도가 떨어져 두경부암의 경우 병변 주변의 정상 조직 손상을 피할 수 없었고 이런 손상은 행동이나 언어장애 등 예기치 않은 부작용으로 나타나기도 했다. 이때를 토모테라피 1세대로 구분한다.

이후 뚜렷한 진화 양상이 전개되기 시작했다. 이 시기를 2세대로 구분한다. 이 때부터 방사선을 이용한 암 치료 범위가 빠르게 확대되기 시작했다. 방사선 치료가 가능한 암의 종류도 전립선암·두경부암·다발성암에 간암과 재발성 전이암 등이 추가됐다.

가장 극적인 변화를 보인 것은 3세대 들어서였다. 방사선 조사 방식이 바뀌면서 체내 깊은 곳에 위치한 폐나 뇌 부위의 병변까지 다룰 수 있게 됐다. 1∼2세대의 치료 범위를 아우른 것은 물론 이전에는 토모테라피로 다루기 어렵다고 여겼던 유방암·췌장암·간암·폐암·뇌종양 등 거의 모든 암이 치료 사정권에 들어왔다. 이처럼 극적으로 치료 범위가 확대된 데는 방사선을 활용하는 기술의 발전이 결정적인 역할을 했다.

선도적으로 개발된 차세대 암치료 기술 ‘BNCT’ 등장

한편 차세대 암치료 기술로 새롭게 등장한 요법 중 하나인 붕소중성자 포획요법(Boron Neutron Capture Therapy, BNCT)는 일본에서 선도적으로 개발되고 있다. 가속기 기반의 붕소중성자 포획요법은 원자로의 중성자와 암조직에 있는 붕소화합물이 핵반응 하는 원리를 이용해 암세포를 선택적으로 제거하는 암치료법이다.

붕소화합물은 정상 조직에는 모이지 않고 암조직에만 모이는 성질을 갖고 있다. 붕소화합물을 환자에게 미리 투여한 후 암조직에 붕소화합물이 축적되면 원자, 또는 가속기를 이용해 정상 조직에 해를 주지 않는 정도의 중성자를 조사한다.
이때 붕소가 축적된 암세포에서 핵반응이 일어나 알파입자와 리튬입자를 발생시키는데, 이들 입자는 세포를 죽이는 힘이 강해 암세포를 선택적으로 파괴시킨다. 특히 치료가 어려운 뇌종양, 두경부암, 악성피부암 등에 효과적인 것으로 보고되고 있다.

기존 방사선보다 정확하게 암세포에 조사할 수 있으며 부작용도 적다고 알려져 있다. 치료기는 중입자 치료기 보다 1/10 좁은 공간에서 선택적 암치료가 가능하게 돼 환자의 치료비 절감은 물론 부작용도 거의 없는 꿈의 암치료기라고도 불린다. 하지만 붕소화합물을 얻기 위해 의료용 가속기가 아닌 원자로를 이용하는 것이 단점이다.

우리보다 일찍 일본국립연구센터중앙병원은 BNCT를 설치했다고 공개한 바 있다. BNCT 도입에 적극적인 일본은 얼굴과 목에 생기는 두경부암 말기환자의 50% 이상에서 암을 소실시킨다는 연구결과를 공개하기도 했다. 지난 2001년까지 연구팀은 원자로에서 나오는 중성자를 이용한 연구를 진행했지만 최근에는 중성자 발생에 사용할 수 있는 소형 가속기가 등장하면서 병원에서도 치료할 수 있는 체제가 정비됐다. 현재는 일본 각지에서 임상응용을 실시하기 위한 계획이 추진되고 있는 상황이다

 


 


가능성에 주목한 일본, 선도적 BNCT 이끌어

사실 중성자 포획치료법은 일본에서 처음 개발된 것은 아니다. 1936년 미국의 로처 박사가 이러한 방법을 제안하였고 여러 사람들이 이에 대한 동물 실험을 수행하여 그 효과가 입증되었다. 실제 임상 치료를 위하여 1959년 미국의 브룩헤이븐국립연구소는 의료연구용원자로인 BMRR을 건설하기에 이른다. 그러나 임상치료를 받은 많은 환자들이 중성자에 의한 부작용으로 생존율이 극히 저조하였다. 원인을 분석하여 보니 뇌 종양 조직에 축적되어야 할 붕소 화합물이 정상조직에 다량 분포되어 있어 중성자 조사 시에 다량의 알파선으로 인하여 정상조직이 파괴되는 일이 발생하여 환자의 사망률이 높아졌던 것이다. 이러한 문제로 인하여 미국에서는 붕소중성자포획치료법은 중지 되었다.

가속기 도입 과제 남아 국내 도입 미뤄져

그러나 일본은 이러한 치료법의 문제점보다는 가능성에 주목했다. 그들은 종양에 분포율이 높은 붕소화합물을 개발하여 교토대학과 일본 원자력 연구소를 중심으로 치료율을 높이는 성과를 내기 시작하였다. 이후 이 치료법은 미국을 비롯해 네덜란드, 영국, 프랑스 등으로 퍼지기 시작했다.

우리나라도 1990년대 말에 당시의 과학기술부 원자력 중장기 사업으로 원자로에 의한 붕소중성자포획치료 연구를 시작해 한국원자력연구소와 한국원자력의학원이 공동으로 연구를 시행했으나 결과가 신통치 않았다. 이후 가속기라는 새로운 도구를 사용하는 연구과제가 시작됐다.

부산 기장군 동남권 원자력 의학원에 도입 예정이던 중입자 가속기의 도입이 미뤄지면서 우리나라의 BNCT 치료법의 도입은 일본에 비해 여러 해 뒤쳐지게 됐다. 한국원자력의학원은 2010년 의료용 중입자가속기 개발 사업을 착수하면서 부산 기장군에 중입자치료센터를 구축해 2016년 임상실험을 거쳐 2017년 환자를 치료한다는 계획을 세웠으나, 최소 4년 이상 늦어지게 된 것이다. 암 환자에게 4년은 결코 짧은 시간이 아니다.

한국와의 인연 눈길 끈 ‘에도가와’ 병원 

 

 



현재 가장 발전한 BNCT 치료법을 가지고 있는 일본에서 가장 성공적으로 치료법을 정착시킨 곳을 일본의 ‘에도가와’ 병원이다. 에도가와 병원에서 중입자 가속기와 BNCT 치료법을 담당하고 있는 유키히로 하마 (Yukihiro Hama) 선생은 한국와의 인연을 강조하며 한·일간의 상호 교류를 통한 성과의 공유를 강조했다.

하마 선생이 하루에 치료하는 암 환자의 수는 대략 100여 명에 달한다. 하마 선생이 담당하고 있는 암 환자들은 하루 두 차례 약 20분 정도 치료만 받고 나머지 시간은 골프를 치거나 산책을 하면서 여유롭게 시간을 보낸다. 통상적으로 암치료라고 하면 병실에서 꼼짝없이 항암주사를 맞아 무기력한 모습을 떠올리기 쉽지만, 이곳의 환자들은 치료도 받고 일상생활도 무리 없이 하고 있다. 현재 리모델링 하고 있는 BNCT 센터는 올 하반기에 정착해 더욱 더 많은 환자들에게 공개될 예정이고 여기에는 한국인 환자들도 포함된다고 하마 선생은 말했다.

하마 선생이 한국 환자에 애착을 가지고 있는 이유는 중입자치료지원센터코리아와의 인연으로 거슬러 올라간다.
한국에서 중입자 치료가 생소하게 여겨질 때, 일본과 한국을 오가며 NIRS(방사선의학종합연구소)에서 한국인 환자도 치료를 받을 수 있도록 길을 열어 활발한 가교역할을 한 것이 바로 중입자치료지원센터코리아다. 센터의 강태현 대표는 그때를 돌이켜보며 “계란으로 바위치기라고 했지만 포기할 수 는 없었다”고 말했다.

암환자의 치료를 위해 백방으로 애쓰는 강 대표의 의지를 높이 산 하마 선생은 한국의 환자들에게 특히 애착을 가지고 있다. 이러한 애착을 토대로 한국인 환자 치료를 적극 추진하고 있는 것이다.
하반기 BNCT 의료센터가 완공되고 나면 하마 선생이 직접 중입자치터코리아를 통해 한국인 환자를 진찰할 구체적인 계획을 가지고 있다. 치료인원은 아직 정해지지 않았지만 외국인 환자 중 특히 한국인에게 치료의 폭이 넓게 적용된다.
 

 

의료센터는 약 2천 8백억 원이 투입됐으며, 4층 규모의 방사선 치료동 1만 2천㎡와 2층 병원동(4천5백㎡) 등 건물과 3억 전자볼트 (1.5V 건전지 2억 개 분량)의 에너지를 방출하는 입자 가속기를 갖추고 있다.

 

TIP 붕소중성자


붕소화합물은 붕소페닐아라닌이 적합한 물질로 알려졌다. 이 물질은 악성종양에 선택적으로 결합하며 특히 피부암인 흑색종에 효과가 있는 물질이다. 이 물질에 대한 생체내의 역동학적 연구 결과 높은 농도의 뇌암 및 흑색종의 축척이 확인됐고, 혈중 농도와 종양내 농도의 상관관계를 알게 됐다. 특히 인체에 무해하다는 판정이 나와 FDA의 공인 하에 새로운 치료법을 시행하게 됐다.

 

shr8212@hkbs.co.kr

 

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