[헬스코리아뉴스 / 서정필 기자] 최근 들어 진단기능과 치료기능을 동시에 구현할 수 있는 방사성동위원소 개발이 활발해지면서 특이 암 질환에 대한 환자별 맞춤 치료 기술도 함께 발전하고 있다. 바로 '세라노스틱스'(Theranostics)’ 기술이다. 과거에는 진단 후 과연 해당 치료제가 효과가 있을지 확신이 없는 상황에서 치료를 시작했다면 이젠 진단과 동시에 치료제를 투여한 뒤 그 효과와 작용을 실시간으로 확인할 수 있어 새로운 부가가치 창출에 대한 기대를 높이고 있다.
세라노스틱스(Theranostics)’란 치료(therapeutics)와 진단(diagnostics)의 합성어로, 생체 정보를 활용해 질병의 아형을 밝혀내는 동시에 그것을 근거로 맞춤형 치료에 돌입하는 것을 의미한다. 2010년대 들어 확산되기 시작한 이 개념은 최근 들어 진단 기능과 치료 기능을 모두 구현할 수 있는 방사성 핵종 관련 연구가 활발해지면서 발전속도가 빨라지고 있다.
이 기술이 발전될수록 진단 후 환자 개개인의 특성을 고려하지 않고 모두에게 일괄적인 방법으로 치료해 생기는 부작용도 막을 수 있을 뿐 아니라, 환자 특성에 맞춘 맞춤처치를 통해 효과적인 치료효과를 기대할 수 있다. 2010년대 중반 이후 루테튬이나 악티움 등 진단용뿐만 아니라 치료용으로도 동시에 쓸 수 있는 방사성 동위원소가 속속 개발되면서 맞춤의학과 정밀의료 실현에 대한 기대가 점점 커지고 있는 것이다.
분자진단 통해 환자별 맞춤 치료 가능
방사선동위원소를 이용한 ‘세라노스틱스’는 바이오마커(생체표지자)를 통해 분자 진단함으로써 질환 진단뿐만 아니라 환자별 치료제 선택, 약물용량/투여기간 설정, 치료효과 검사 까지를 동시에 이뤄낼 수 있다. 이러한 이유로 개인별 그리고 질병발생 단계별 맞춤진료를 가능하게 하는 훌륭한 도구가 되고 있다. 핵의학계에서는 진단학과 치료학의 통합을 통한 맞춤의학의 새로운 시대가 열리고 있다고 평가한다.
‘세라노스틱스’의 발전에는 진단과 동시에 치료까지 가능하게 할 수 있는 방사성동위원소의 개발이 커다란 역할을 했다.
일반적으로 생체 내에서 암을 찾아내는 역할을 하는 진단용 방사성의약품에 쓰이는 방사성 동위원소는 반감기가 짧은 감마선(y-rays)이나 양전자선(β+-ray)을 방출한다. 이와는 달리 치료용 방사선 동위원소로는 반감기가 긴 원소를 사용하며 이 원소들은 베타선(β-ray)이나 알파선(α-ray)을 방출한다.
감마선과 베타선 동시 방출하는 동위원소 이용
요오드-131, 루테튬-177, 라듐-223 등 대표적
이 중에는 진단에 적합한 감마선(y-rays)과 치료에 적합한 베타선(β-ray)을 동시에 방출해 진단과 치료 효과를 동시에 얻을 수 있는 원소들이 있으며 연구를 통한 이 원소들의 발견이 ‘세라노스틱스’의 발전을 가능하게 했다.
진단과 치료를 동시에 가능하게 하는 가장 대표적인 방사성동위원소는 갑상선암 치료에 사용되는 요오드-131(I-131)다. 이 원소는 베타선을 방출하기 때문에 인체에 주입돼 감상선 암을 치료할 수 있는데 알파선도 동시에 방출하기 때문에 감마카메라로 사진을 찍으면 실시간으로 치료효과를 영상으로 확인할 수 있다.
마치 치료제에 카메라가 달렸다고 생각하면 쉽다. 그래서 만약 치료제가 어떤 이유에서 제대로 암종 부위까지 전달되지 못했을 경우에도 어디에서 멈춰 있는지 바로 확인할 수 있어 원인 분석과 대안 수립이 곧바로 가능하다.
루테튬-177(Lu-177)은 치료용 방사성동위원소에 다양한 소마토스타틴 유사물질을 붙여서 치료할 경우 영상에서 손쉽게 암세포에 섭취되는 것을 확인할 수 있어 진단과 함께 치료반응까지 예측할 수 있다. 최근에는 루테튬보다 더 치료효과가 좋은 것으로 알려진 악티늄(actinium)을 PSMA를 표지해 더 좋은 치료 성적을 올리고 있다. 이밖에도 라듐-223(Ra-223)은 진단에 쓰이는 감마선을 많이 방출하지 못해 암의 정확한 위치를 알아내는 데에는 한계가 있지만 영상진단과 치료가 가능하다는 점에서 세라노스틱스로 분류되고 있다.
핵의학자들은 세라노스틱스가 가능한 새로운 방사성동위원소의 지속적 개발 여부가 향후 발전속도를 가늠할 것이라고 입을 모은다.
“개인 맞춤의학과 정밀의료 시대 앞당길 수 있어”
"연구 개발투자 및 지원 뒤따라야”
임일한 한국원자력의학원 핵의학과 교수는 최근 ‘영상이용 개인 맞춤의학의 파일럿스터디 세라노스틱스’라는 보고서에서 “새롭게 개발되는 표적치료제들의 경우 엄청난 개발비용으로 인해 의약품 가격이 고가로 형성되기 때문에 표적치료제를 쓰고 싶어도 실상 쓸 수 없는 환자들이 적잖다”며 “기존 치료제 혹은 임상을 통해 효과가 검증된 신약 및 항체에 적절한 방사성동위원소를 표지한다면 치료의 기능을 수행하면서도 우리 몸에 병변이 어떻게 분포하는지도 알 수 있어 ‘세라노스틱스’를 구현할 수 있을 것”이라고 밝혔다.
그러면서 임 교수는 “세라노스틱스의 확대 구현을 위해서는 기술적, 제도적, 사업적인 측면에서 해결해야 할 이슈들이 적지 않게 존재하고 있다”며 “중요한 것은 이것이 개인 맞춤의학과 정밀의료의 시대를 앞당길 수 있다는 측면에서 보다 많은 관심과 연구 개발투자, 지원이 뒤따라야 한다”고 제언했다.
