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방사성동위원소 표적치료의 떠오르는 기대주 FAPI핵의학분과 세부편집장, 핵의학 과장 변병현2022-11-02

 

  몇 년 전 미국핵의학회에서 표준적인 치료법에 더 이상 반응하지 않던 전립선암 환자들에게 PSMA를 표적하는 물질에 치료용 방사성동위원소를 표지하여 주입했더니 전신의 전이 병소들이 드라마틱하게 사멸된 연구결과가 발표된 바가 있다. 학회 연구결과에 대해 현장에서 이 정도의 환호를 본 적은 없었던 것으로 기억할 만큼, 이 연구결과는 전 세계의 관련 연구자들을 열광시켰고 그 이후 지금까지 많은 환자들에게 새로운 치료기회를 제공해 오고 있다.

  높은 에너지의 방사선을 방출하는 치료용 방사성동위원소를 특정 암을 표적하는 물질에 붙여서 인체에 투여하면 정상 장기의 손상은 최소화하면서, 암에 대한 치료효과는 극대화할 수 있다는 개념은 이미 수십 년 전부터 전립선암 뿐 아니라 내분비암, 혈액암, 뇌종양 등 다양한 암에서 이용되어 오고 있다. 특히 전립선암에서 치료성적이 우수했던 것은, 전립선암을 매우 효과적으로 표적하는(선택적으로 암에 달라붙고, 충분히 오랫동안 머무르는) 물질이 개발되었고, 여기에 매우 높은 에너지를 내는 방사성동위원소를 붙이는 기술이 있었기에 가능하였다고 할 수 있다. 반면, 표적물질이 마땅치 않은 암종의 경우에는 이런 좋은 치료법을 적용하기 어려운 것이 현재의 방사성동위원소 치료법의 제한점이다.

 

다양한 암에서 높은 섭취를 보이는 FAPI

  암세포는 증식하면서 암세포 주위에 섬유아세포를 활성화시켜 자신을 보호하는 특수한 조직을 만들어 내는데, 이 섬유아세포를 활성화시키는 단백질을 FAP(Fibroblast activation protein)라고 한다. 그런데, FAP은 거의 대부분의 암에서 높은 발현을 보이는 것으로 알려져 있기 때문에 FAP의 inhibitor, 즉 FAPI에 PET용 방사성동위원소를 붙여서 PET을 촬영해보면 암세포의 높고 광범위한 섭취를 관찰할 수 있다. 이게 어느 정도 높고 광범위한 섭취냐 하면, 지금 임상에서 가장 널리 이용되는 FDG와 비교해서도 암세포에 훨씬 높은 섭취를 보이고, FDG의 섭취가 낮은 암종들(갑상선암, 간암, 비뇨기계암 등)에서도 거의 일관되게 높은 섭취를 보여준다. 이에 따라, 암환자에서 FAPI PET 영상 임상시험이 전세계적으로 활발하게 진행 중이다.

 

FAPI 방사성동위원소 표적치료 – 체류시간이 관건

  대부분의 암을 표적하는 특성에 주목했을 때, FAPI에 치료용 방사성동위원소를 붙여서 암환자에게 투여하는 임상시험들은 이제 시작하는 단계라고 할 수 있다. 처음에는 FAPI PET 임상시험에 이용된 FAPI에 치료용 방사성동위원소를 붙여서 인체에 투여하였는데, 비록 말기암 환자들을 대상으로 했더라도 기대만큼 좋은 치료효과를 보이지는 못했다. 연구자들이 그 원인을 분석해보니, PET에 이용되는 FAPI가 암 표적부위에 머무르는 시간이 너무 짧은 것이 문제인 것으로 지적되었다. 즉, FAPI PET은 보통 방사성의약품 주사 후 1-2시간 이내에 영상을 촬영하므로 이 정도 시간만 암 조직에 안정적으로 방사성의약품이 머무르면 되지만, 충분한 치료효과를 내기 위해서는 표적물질이 적어도 수 일 내지 수 주에 걸쳐 암 조직에 체류해야 한다는 것이다. 이에 따라 최근 체류시간을 획기적으로 늘린 FAPI에 방사성동위원소를 붙여서 체내에 주입하는 임상시험들이 시작되고 있으며, 매우 고무적이게도 초기 연구 결과 기존의 FAPI를 이용했을 때보다 종양에 수십 배 더 많은 방사선량이 도달한다고 보고하고 있다.

  FAPI는 대부분의 암을 매우 선택적으로 표적하며, 방사성동위원소 치료에 적절한 체류시간을 보이는 FAPI들이 속속 개발되고 있다. 특히, ‘대부분의 암’이 치료대상이라는 점에서 방사성동위원소치료, 나아가 항암치료 전반의 새로운 패러다임을 보여줄 수 있을 것으로 기대된다.

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