7월 23일부터 8월 8일까지 17일 간 필자 마음을 뜨겁게 달구었던 도쿄올림픽이 막을 내린지 3주가 지났다. 본래 2020년에 개최됐을 올림픽이지만, 코로나 판데믹 상황이 악화되어 올림픽 개최가 취소될 수도 있다는 전망들이 나왔지만 결국 1년 연기·무관중 개최로 결론이 났었다. 더운 일본여름 날씨에 마스크 착용, 각종 방역수칙 그리고 소소하게(?) 이슈 됐던 선수촌 환경들을 극복하고 무사히 올림픽 경기를 치루고 온 우리나라 국가대표팀 선수들에게 찬사를 보낸다.

<도쿄올림픽에서 엄청난 활약을 보여준 우리나라 국가대표 선수들, 왼쪽 상단부터 럭비대표팀, 다이빙 우하람 선수, 높이뛰기 우상혁 선수, 근대5종 전웅태 선수, 기계체조 도마 여서정·신재환 선수>

  이제 와서 고백하자면 필자는 도쿄올림픽에 큰 관심이 없었다. 하지만 간만에 아시아지역, 그것도 우리나라와 시차가 같은 국가에서 열린 하계올림픽이다 보니 경기결과가 시시각각 보도되고, 우리나라 선수들이 출전하는 경기를 거의 빠짐없이 챙겨볼 수 있게 되면서 점차 올림픽 열기에 빠져들었다. 특히 공중파 채널에서 하루 종일 올림픽 중계를 해 준 덕분인지 주말에는 치맥과 함께 우리나라 선수들을 열렬히 응원했다.

  이번 올림픽을 즐길 수 있었던 다른 이유는 비단 시차뿐 만이 아니었다. 다이빙, 높이뛰기, 럭비 등 상대적으로 관심 받지 못했던 비인기종목 선수들의 활약이 돋보였고, 누구보다 메달이 간절했을 선수들이지만 결과에 승복하고 올림픽 무대 자체를 즐기는 모습이 큰 감동으로 다가왔다. 도쿄올림픽 폐막 이후, 여러 방송 프로그램에서 올림픽 영웅들을 섭외해 올림픽 여운을 이어가고 있다. 이런 관심이 우리나라가 스포츠 선진국으로 가는 자양분이 되는 만큼 과학기술 분야와 방사선의학에도 많은 관심 부탁드리며 이번호에서는 치료용 방사성의약품의 전반적인 시장규모와 상용화 및 연구현황, 그리고 향후 고려할 점 등을 짚어보려 한다.

  전 세계 핵의학·방사성의약품 시장은 2018년 39억 4,680만 달러에서 2023년 52억 6,180만 달러로 연평균 5.9%의 성장률을 보일 것으로 전망되고 있다. 이 중 치료용 핵의학·방사성의약품 시장은 2018년 기준 6억 6,300만 달러에서 2023년 11억 4,170만 달러로 연평균 11.5%의 성장률로 증가할 것으로 예측된다.¹⁾  이는 전체 핵의학·방사성의약품 시장 규모 중 16.8%(2018년)와 21.7%(2023년)에 해당한다.

  방출되는 방사선 종류에 따라 알파선 방출 방사성동위원소와 베타선 방출 방사성동위원소로 나뉘며, 치료용으로 주로 사용되는 방사성동위원소는 알파선 방출 방사성동위원소이다. -알파선은 비정이 짧고 RBE가 높으며(RBE 범위: 3~7, 베타선은 1 ²⁾) LET가 베타선에 비해 400배 가량 커서 세포의 DNA 이중나선 파괴에 용이하고 정상조직 피해를 최소화 할 수 있다.³⁾

<치료용 핵의학·방사성 의약품 시장규모 및 전망(2018-2023)⁴⁾>

  2020년 네이처 리뷰지에 방사성의약품을 이용한 암 치료를 주제로 한 논문에 흥미로운 그래프가 하나 게재되었다. –필자만 흥미롭다고 여길 수도 있다.- 1980년부터 2019년까지 발표된 방사성의약품 치료 논문을 Pubmed에서 검색하여 방사성동위원소 별/적용 암종 별로 나타낸 것인데, 알파선 방출 방사성동위원소 관련 논문편수가 2010년대 들어서면서 폭발적으로 증가한 것을 볼 수 있다.

<방사성의약품 치료 논문의 연도별 현황(1980년~2019년), 왼쪽: 베타선 오른쪽: 알파선⁵⁾>

  Mordor Intelligence에서는 2016년~2019년 방사성동위원소 별 시장현황과 2024년 시장전망을 발표하였는데 치료용 방사성 동위원소는 I-131, Lu-177, Ra-223, Ac-225가 포함되었다. 2019년 기준 Ra-223의 시장규모는 4억 5752만 달러로 치료용 동위원소 중에서 가장 컸으며 뒤이어 I-131(3천 660만 달러), Lu-177(2천 650만 달러) 그리고 Ac-225(1천 570만 달러) 순으로 나타났다.

<2016년~2024년 치료용 방사성동위원소 별 시장현황⁶⁾>

  이 밖에 Market Research Engine에서는 Sm-153의 2016년 시장규모는 3천 440만 달러이며 2023년에는 6천 7100만 달러로 2018년에서 2023년 사이 연평균 약 7.5%가량 성장하고, Y-90의 2016년 시장규모는 2천 360만 달러고 2023년에 4천 290만 달러로 증가해 2018년에서 2023년 사이 연평균 약 6.5% 성장할 것으로 전망했다.⁷⁾

<2020년 상용화 또는 개발 중인 치료용 방사성동위원소 현황⁸⁾>

  상단 표는 2020년 기준 상용화 되었거나 개발 단계에 있는 치료용 방사성의약품을 나타낸 것으로 알파선 방출 치료용 방사성의약품은 바이엘에서 Ra-223으로 개발한 조피고(Xofigo)가 있다. Ra-223는 반감기(11.43일)가 길어 정제·가공 및 운반이 용이한 장점덕에 치료용 방사성동위원소로 널리 활용되는데, 전립선암 환자 중 골 전이 발생 환자 치료 목적으로 2013년에 미국 식품의약국과 유럽 식약청의 승인을 받아 시판되고 있으며, 일본시장에도 진출했다. Actinium Pharmaceuticals Inc.에서는 Ac-225를 이용한 다발성 골수종, 백혈병 등의 치료 항체개발에 주력하고 있으며, 특히 급성 골수성 백혈병의 경우 임상시험에서 말기암 환자에게 25%정도 효과가 있는 것으로 발표되어 상용화가 주목되고 있다.

  베타선 방출 동위원소는 지난 30~35년 동안 치료용 방사성의약품으로 사용되어 왔다. I-131, Y-90, Sm-153, Lu-177 등이 대표적이며 이들 동위원소를 이용한 방사성의약품 개발이 활발하게 진행 중 이다. I-131은 2017년 기준 갑상선 기능항진증 치료 시장의 약 46.6%를 차지해 베타방출체 시장의 핵심의약품으로 자리 잡고 있다. Y-90은 간암환자의 미세혈관 방사선색전술에 활용 중이며, Sm-153은 폐암, 전립선암, 유방암, 골 육종 치료, 골 전이로 유발되는 통증 완화 목적으로 사용된다. Lu-177은 저에너지의 베타방출체로 신경외배엽 종양과 신경 내분비 종양 등에서 치료목적으로 사용되고 있으며, 다양한 암 치료에 적용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 2018년 미국 FDA는 Novartis/AAA에서 개발한 신경내분비 종양 치료용 Lu-177 DOTATATE(루타세라) 시판을 승인했으며 우리나라도 2021년 루타세라를 동정적 치료 목적으로 활용하는 것을 승인했다.

  이렇듯 치료용 방사성의약품 연구와 시장규모는 매년 증가하고 있지만, 주요 암 치료기술로 자리매김 하기 위해서는 몇 가지 넘어야 할 과제들이 있다. 크게 네 가지로 나눌 수 있는데, ① 방사성의약품 치료 기술의 적용 노력, ② 방사성동위원소(특히 알파선 방출 방사성동위원소)의 원활한 수급, ③ 치료용 방사성의약품의 생물학적 저항성 연구, ④ 외부방사선조사 치료법과 방사성의약품 치료법 동시적용 연구^9),10)이다.

② ~ ④의 경우는 관련 연구자들의 연구와 기업·정부의 투자가 주요 쟁점이지만, ①은 조금 다른 측면으로 접근해서 풀어나갈 수 있다. 작년에 발표된 네이처 리뷰논문에서는 방사성의약품을 이용한 치료과정이 복잡할 뿐 아니라 ‘방사선’이 주는 막연한 공포감과 대중적인 인식으로 인해 방사선의약품 치료 임상적용이 어렵다고 언급했다.¹¹⁾ 이를 극복하기 위해서는 관련 종사자들 교육 및 인력양성과 환자교육, 나아가 방사성의약품 치료 인식을 바꾸기 위한 노력이 절실하다. 이 밖에 기능적 영상과 해부학적 영상을 통해 방사성의약품 선량 분포 정확도를 높인다면 정상조직 피해 및 종양 내 흡수선량 불확실성 최소화를 통해 방사선생물학적 치료계획, 개인맞춤형 선량계산 방사성의약품 치료가 수술, 항암요법, 외부방사선조사 치료에 이은 주요 암 치료법이 될 것이라 보고 있다.¹²⁾

  치료용 방사성의약품이 전 세계 암 치료 주역이 되어 인류에게 새로운 세상을 선사하는 그날이 머지않았다. 우리나라도 방사성의약품이 선사할 새로운 세상을 여는 선구자 반열에 오르길 바라본다. ■ (다음 회에 계속 됩니다.)

1) Markets and Markets, Nuclear Medicine/Radiopharmaceuticals Market, 2018
2) S James et al, Current status of radiopharmaceutical therapy, 2021, Int J Radiation Oncol Biol Phys, 2021, 109(4);891-901
3) G Sgouros et al, Radiopharmaceutical therapy in cancer: clinical advances and challenges, Nat Rev Drug, 2020, 19; 589-608
4) Markets and Markets, Nuclear Medicine/Radiopharmaceuticals Market, 2018
5) G Sgouros et al, Radiopharmaceutical therapy in cancer: clinical advances and challenges, Nat Rev Drug, 2020, 19; 589-608
6) Mordor Intelligence, Global Nuclear Medicine Radioisotope Market(2019-2024)
7) Market Research Engine, Global Industry Analysis, Trends and Forecast 2017-2024
8) G Sgouros et al, Radiopharmaceutical therapy in cancer: clinical advances and challenges, Nat Rev Drug, 2020, 19; 589-608
9) G Sgouros et al, Radiopharmaceutical therapy in cancer: clinical advances and challenges, Nat Rev Drug, 2020, 19; 589-608
10) S James et al, Current status of radiopharmaceutical therapy, Int J Radiation Oncol Biol Phys, 2021, 19(4);891-901
11) G Sgouros et al, Radiopharmaceutical therapy in cancer: clinical advances and challenges, Nat Rev Drug, 2020, 19; 589-608
12) S James et al, Current status of radiopharmaceutical therapy, Int J Radiation Oncol Biol Phys, 2021, 19(4);891-901