- 악티늄-225 치료 맞춤형 선량평가 기술 개발… 반복 촬영 부담 줄여

한국원자력의학원(원장 임일한) 우상근, 알마슬라마니 모아스, 양진규, 송강현, 김현아, 강혜진, 임일한 박사 연구팀이 차세대 암 치료법으로 주목받는 알파핵종 악티늄-225(²²⁵Ac) 방사성의약품 치료에서, 단 한 번의 영상 촬영만으로 환자별 장기 흡수선량*을 평가할 수 있는 새로운 기술을 개발했다.

* 흡수선량: 각 장기가 실제로 받은 방사선의 양

악티늄-225는 알파선을 내뿜는 방사성물질로, 매우 짧은 거리에 강한 에너지를 집중시켜 암세포를 사멸시킨다. 정상 조직 손상은 줄이면서 암세포만 선택적으로 공격할 수 있어 전립선암 등 난치성 암 치료의 차세대 기술로 주목받고 있다. 다만 약물이 몸속에 퍼지는 양상은 환자마다 달라, 치료 효과는 높이고 정상 장기의 피폭은 줄이려면 환자별로 장기가 받은 방사선량을 계산하는 ‘선량평가’가 반드시 필요하다.

지금까지는 약물이 몸에서 빠져나가는 속도를 알아내기 위해, 투여 후 여러 시점에 걸쳐 영상을 반복 촬영해야 선량을 계산할 수 있었다. 특히 악티늄-225는 영상 신호가 약해 한 번 촬영에도 오랜 시간이 걸리는 탓에, 치료 중인 환자에게 여러 차례 촬영을 요구하기 어려워 임상 적용에 한계가 있었다.

연구팀은 동물실험에서 얻은 약물의 체내 분포·배출 정보를 알로메트릭 스케일링*으로 사람 기준으로 환산한 뒤, 환자를 단 한 번 촬영한 영상과 결합하는 방식을 고안했다. 약물이 어느 장기에 얼마나 있는지는 환자의 실제 영상에서, 얼마나 빨리 빠져나가는지는 환산한 동물 데이터에서 가져와 합치는 방식이다.

* 알로메트릭 스케일링(Allometric Scaling): 체중과 대사율의 생물학적 차이를 고려해 동물에서 측정한 약물동태 정보를 사람에게 환산하는 방법

연구팀은 먼저 진단용 방사성의약품 두 종류를 투여한 환자 10명의 영상으로 정확성을 검증했다. 그 결과 투여 24시간 후 촬영한 단 한 장의 영상으로 계산한 선량이, 여러 차례 촬영해 구한 기존 방식의 선량과 오차 10% 이내로 일치했다. 반면 1시간과 48시간 영상을 쓴 경우에는 오차가 더 크게 나타났다.

이어 연구팀은 개발한 기술을 진행성 전립선암 치료제에 적용했다. 이 치료제(²²⁵Ac-PSMA-I&T)는 전립선암 세포 표면에 많이 나타나는 물질(PSMA)에 결합하는 성분과 악티늄-225를 붙여 만든 약물로서, 암세포에 결합한 뒤 알파선을 내어 암세포를 사멸시킨다. 치료제 투여 24시간 후 단일광자방출단층촬영(SPECT)*으로 촬영해 계산한 신장 흡수선량은 투여 방사능 1메가베크렐당 26.8밀리그레이로, 기존에 국제적으로 보고된 값(34±12밀리그레이)과 유사한 범위였다. SPECT와 전신 평면영상** 모두에서 장기별 선량 분포 경향이 일관되게 확인됐으며, 평면영상은 장기가 겹쳐 보이는 한계로 선량이 전반적으로 높게 계산돼 SPECT 기반 평가가 더 정확한 것으로 나타났다.

* SPECT: 방사성의약품에서 나오는 감마선을 측정해 체내 분포를 단층 영상으로 보여주는 검사

** 전신 평면영상: 몸 전체를 앞뒤에서 한 장씩 찍는 방식의 영상

우상근 박사는 “알파핵종 방사성의약품 치료는 치료 효과와 안전성을 함께 확인하는 정밀 선량평가가 매우 중요하다”라며, “이번 기술은 반복 촬영에 따른 환자 부담을 줄이면서도 환자별 선량을 더 정확하게 평가할 수 있어, 앞으로 맞춤형 치료를 설계하는 데 실질적인 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부가 지원하는 ‘알파핵종 방사성의약품 표적치료 임상연구’와 ‘2차원 단일시점 치료용 방사성의약품 영상 활용 3차원 선량 및 종양 치료반응 평가’의 일환으로 수행됐으며, 약학 분야 국제 저명 학술지 ‘Journal of Pharmaceutical Analysis’(IF 11.2, PHARMACOLOGY & PHARMACY 분야 15/356, Q1) 9월 15일자 온라인판에 게재됐다.

- 논문명: Human Dosimetry of Therapeutic Radiopharmaceuticals Using Allometrically Scaled Preclinical Pharmacokinetics Integrated with a Single Time-Point Patient Image

- 저자정보: 알마슬라마니 모아스(제1저자, 한국원자력의학원), 양진규, 송강현, 김현아, 강혜진, 임일한, 우상근(교신저자, 한국원자력의학원)