보건타임즈 : 한국원자력의학원, 유방암 '진단과 동시에 표적치료 효과 예측'

강주현·김광일·우상근 연구팀 "난치성 유방암 환자 생존율 향상에 기여"

[보건타임즈] 최근 난치성 유방암의 정밀 진단을 통해 표적치료효과를 예측할 수 있는 신규 양전자방출단층촬영(PET)용 방사성의약품이 한국원자력의학원(원장 김미숙) 강주현·김광일·우상근 박사 연구팀(아래 사진)에 의해 개발됐다.(위표 환자 맞춤형 HER2 표적 방사성의약품 개발 필요성/자료 논문요약문)

강주현 박사

김광일 박사

우상근 박사

표적치료란 정상세포까지 공격하는 기존의 항암치료와 달리 발암 과정의 특정 표적인자만 선택, 공격, 괴사시키는 치료법이다.
양전자방출단층촬영(PET)은 양전자 방출 핵종을 붙인 방사성의약품을 인체에 주사한 후 체 내에서 발생하는 방사능의 분포를 재구성해 영상화는 기법이다.
PET는 암 등 여러 질환의 진단에 널리 사용된다.

유방암은 세포막 단백질의 일종인 HER2(인간상피세포성장인자수용체2)를 표적으로 하는 트라스투주맙(trastuzumab)과 같은 표적치료제가 개발돼 치료성적이 향상되고 있다.
하지만 환자가 HER2가 발현되는 종양 특성을 지니고 있는지 확인하기 위해 조직검사를 시행해야 하며 암이 전신에 퍼진 경우 조직검사가 거의 불가능해 치료에 어려움이 있어왔다.

HER2(인간상피세포성장인자수용체2)는 유방암을 비롯한 위암, 난소암, 전립선암, 방광암과 폐암 등 여러 암종 에서 과발현돼 있으며, 유방암과 위암의 치료표적으로 입증돼 연구대상이 되고 있다.
유방암의 HER2 과발현은 20~30%를 차지하고 있다.
이 경우 치료 예후가 좋지 않은 것으로 알려져 있다.

글로벌 제약회사에선 이를 표적으로 하는 다양한 암 치료제를 개발하고 있으며 트라스투주맙은 대표적인 HER2 표적 항체의약품이다.

한국원자력의학원 연구팀은 양전자방출단층촬영(PET) 영상을 통한 HER2의 발현 여부 확인 시, HER2 표적치료제 트라스투주맙에 체내 결합력을 높이는 화합물질인 킬레이터 NOTA를 이용한 방사성동위원소 구리-64(Cu-64)를 붙인 새 방사성의약품(64Cu-NOTA-trastuzumab)이 기존 DOTA 킬레이터를 이용한 방사성의약품보다 더 높은 안전성과 편의성을 확보할 수 있음을 동물을 대상으로 한 비임상 실험을 통해 세계 최초로 입증, 관심을 끌고 있다.

구리-64(Cu-64)는 양전자방출단층촬영(PET)용 금속성 방사성동위원소로서 비교적 12.7시간의 긴 반감기를 갖고 있기 때문에, 생체 내 바이오의약품(펩타이드, 항체, 세포치료제 등)의 분포 영상에 활용되고 있다.

연구팀은 사람의 유방암세포를 이식한 종양 쥐모델에게 HER2 표적 신규 방사성의약품(64Cu-NOTA-trastuzumab)을 주사한 뒤 양전자방출단층촬영(PET) 영상을 통해 HER2의 발현 여부를 확인, 영상진단의 가능성을 열었을 뿐 아니라 기존의 DOTA 킬레이터를 이용한 방사성의약품보다 간, 심장, 비장 등 정상 조직에서 방사선량이 3~8배 감소되는 것을 영상기반 흡수선량 평가방법으로 확인했다.

이 실험결과를 기반으로 삼아 치료용 방사성의약품을 개발할 경우 NOTA 킬레이터 방사성의약품이 기존 DOTA 킬레이터 방사성의약품보다 정상조직에 20배 이상의 방사선량 감소 효과가 있음을 영상기반 흡수선량 평가방법으로 예측할 수 있었다는 게 연구팀의 설명이다.

영상기반 흡수선량 평가방법은 개인별 컴퓨터단층촬영(CT) 영상 내 밀도정보를 이용해 방사성동위원소의 전체 에너지 섭취지도를 생성, 영향계수를 계산할 수 있는 것은 물론 양전자방출단층촬영(PET) 영상 내 투여된 방사성의약품의 잔류시간을 환산, 적용함으로써 진단과 치료용 방사성의약품의 환자별 흡수선량을 평가할 수 있다.

이 연구는 지난해 식약처로부터 임상시험 계획을 승인받아 현재 유방암 환자를 대상으로 임상시험 수행중이다.

연구팀은 이를 기반으로 유방암 정밀 진단을 위한 양전자방출단층촬영(PET)용 방사성의약품 실용화를 추진, 치료용 방사성의약품도 함께 개발해 기존의 항암제, 다른 치료기전을 갖는 치료제와 함께 임상에 적용할 계획 중에 있다.

이에 연구팀은 "이 연구결과를 통해 HER2가 발현된 유방암에 양전자방출단층촬영(PET) 영상을 이용한 맞춤형 정밀의료 기술의 실현으로 전이 등 난치성 유방암 환자의 생존율 향상에 기여하려 한다"고 전했다.

이 연구논문은 'evelopment of 64Cu-NOTA-Trastuzumab for HER2 targeting: radiopharmaceutical with improved pharmacokinetics for human study'이란 제목으로 핵의학 분야 최고 권위지 미국 핵의학회 공식 학술지(Journal of Nuclear Medicine) 온라인판(2018년 5월 18일)에 게재됐다.