암세포만 죽이는‘붕소+중성자 빔’… 난치암 치료 희망될까

새로운 개념의 '표적 방사선 치료법'이 악성 뇌종양과 두경부암, 재발암 등 난치성 암 극복에 희망이 될 수 있을지 주목된다. 암세포에만 축적되는 '붕소' 약물을 투여하고 중성자 빔을 쏴 일어나는 핵반응에 의해 발생한 고에너지로 암세포만 선택적으로 사멸시키는 이른바 '붕소중성자포획치료(BNCT)'다. 이 치료법은 외부에서 쏘는 방식의 기존 일반 방사선 치료나 양성자·중입자 치료와는 달리 암세포 내부에서 조사(照射)돼 암 파괴 효과를 낸다. 4세대 암 치료기로 불리는 이유다. 국내 기술력을 바탕으로 개발된 해당 치료법이 최근 본격 임상 2상 단계에 진입하면서 차세대 암 치료술로 떠오르고 있다.


20일 의료계에 따르면 가천대길병원을 비롯해 세브란스병원, 서울성모병원, 국립암센터, 삼성서울병원, 분당서울대병원 등 다기관 연구팀은 선형 가속기 기반 BNCT 치료의 임상 2상 시험을 진행 중이다. 길병원 신경외과 이기택 교수를 주축으로 한 공동 연구팀은 앞서 재발성 교모세포종(악성 뇌종양) 환자 대상의 임상 1상 연구 결과를 미국 방사선종양학회지 최신호에 발표했다. 1상 연구를 통해 치료 안전성과 가능성을 확인한 만큼 향후 후속 임상 결과에 거는 기대 또한 크다.

BNCT 치료 과정에서 조사된 중성자가 방사성 의약품인 붕소와 반응하면 알파 입자와 리튬이 생성되는데, 이 입자들의 이동 거리가 매우 짧아 암세포 단위에서만 작용한다. 그 결과 주변 정상 조직 손상은 최소화하면서 종양만 파괴된다. 이기택 교수는 “BNCT는 기존처럼 외부에서 강한 방사선을 쏘는 방식이 아니라 암세포 안에서만 에너지가 생성되는 치료”라며 “정상 세포에는 붕소 농도가 낮아 중성자와 반응하더라도 방사선 발생량이 극히 적기 때문에 암세포만 죽이는 표적 치료 기능이 매우 우수하다”고 설명했다. 붕소 약물을 약 3시간 정맥 투여하고 30~40분 정도 중성자를 병변 부위에 1~2회만 조사해도 된다. 20여차례 혹은 10여번 쏴야 하는 양성자나 중입자 치료에 비하면 환자 부담이 훨씬 적다.

BNCT 치료 대상은 재발성 교모세포종 등 치료 옵션이 제한적인 난치암들이다. 교모세포종은 가장 예후가 나쁜 뇌종양으로, 재발한 경우 평균 생존 기간이 6개월에 불과하다. 이런 재발한 악성 뇌종양 환자 6명을 대상으로 진행된 1상 임상시험에서는 이상 반응 없이 안전성이 확인됐다. 게다가 일부 환자에서 치료 후 종양 활성 감소와 질병 안정 상태가 일정 기간 유지되는 등 의미 있는 신호가 관찰됐다. 25~27명 환자를 대상으로 한 임상 2상에선 치료 효과와 붕소 약물의 적정 투여량 등을 검증하게 된다.


BNCT 치료 개념 자체는 수십년 전부터 알려졌지만 실제 의료 현장에서 활용되기까지 기술적 제약이 많았다. 기존 BNCT는 원자로에서 발생한 중성자를 이용하는 방식이었으나, 원자로는 의료기관 내 설치가 어렵고 환자를 외부 시설로 이동시켜야 하는 한계가 있었다. 또 중성자 출력 조절과 치료 스케줄 운영에도 제약이 많아 실제 임상 적용에는 어려움이 컸다.

연구팀은 이런 한계를 극복하기 위해 선형 가속기를 이용해 중성자를 생성하는 방식을 채택했다. 가속기 기반 BNCT는 중성자 발생량과 에너지를 정밀하게 제어할 수 있어 치료 계획의 정확도를 높일 수 있다. 장비를 병원 환경에 맞게 소형화할 수 있는 것도 장점이다. 선형 가속기 기반 BNCT는 중성자 발생 효율이 높고 치료 조건을 세밀하게 조정할 수 있어 환자 맞춤 치료에 적합하다.

BNCT는 전 세계 각국이 치열한 개발 경쟁을 벌이고 있는 분야다. 일본은 가속기 기반 BNCT를 임상 현장에 가장 먼저 안착시킨 국가로 꼽힌다. 현재 교토대, 오사카대, 가와사키의대 등 여러 의료기관에서 해당 장비를 구축해 두경부암 등 환자 치료에 활용하고 있다. 또한 BNCT 전용 붕소 약물과 치료 계획 체계를 의료보험 제도권 안으로 편입시켰다. 이 교수는 “국내 개발 중인 BNCT 장비는 중성자 발생 효율과 조사 제어 측면에서 일본 장비보다 향상된 성능을 목표로 설계됐으며 임상 적용을 전제로 한 기술 고도화가 동시에 진행되고 있다”고 설명했다. 이어 “국산 BNCT는 일본과 달리 중성자 발생 장치뿐 아니라 붕소 약물, 치료 계획 소프트웨어, PET·MRI 기반 영상 추적 시스템까지 하나의 통합 플랫폼으로 구축되는 것도 특징”이라고 덧붙였다. 전문가들은 일본이 ‘BNCT 임상 상용화의 출발점’을 열었다면 한국은 ‘차세대 BNCT 기술의 완성도를 높이는 단계’에 진입하고 있다고 평가한다.


미국은 아직 상용화 단계에 이르지 못했지만 국립 연구기관과 주요 대학병원 중심으로 가속기 기반 BNCT 개발과 전임상, 임상 준비가 진행되고 있다. 유럽에서는 핀란드, 스웨덴, 이탈리아 등이 주축이 돼 과거 원자로 기반 BNCT 임상 경험을 바탕으로 가속기 기반 기술 전환을 꾀하고 있다. 다만 미국과 유럽에서도 BNCT 기술에 대한 관심은 높지만 의료 현장에 바로 적용할 수 있는 수준까지 도달하기에는 넘어야 할 장벽이 많다는 지적이다.

국내에선 가천대길병원 주축 연구진 외에 한국원자력의학원이 지난해 선형 가속기와는 다른 정전형 가속기 기반 BNCT 치료 준비에 착수했다. 2027년 중성자를 생성하고 2031년에 임상 준비를 끝낸다는 계획이다.

원자력의학원 홍봉환 박사는 “BNCT는 다른 방사선 치료와 비교해 방사선에 의한 정상 세포의 영향이 적은 동시에 단 한 번의 조사로도 세포 단위로 정밀하게 치료할 수 있는 것이 기존 방사선 치료와 가장 큰 차이점이자 장점”이라고 강조했다. 재발성 악성 뇌종양을 비롯해 두경부암, 악성 흑색종 등 기존 치료에 한계가 있던 암종에 우선 적용될 가능성이 거론된다. 반복적인 방사선 치료가 어려운 환자들에게 새로운 선택지가 될 수 있다는 점에서 의료계의 관심이 높다.

길병원 이기택 교수는 “BNCT가 모든 암을 치료하는 만능 기술은 아니지만 기존 치료로는 선택지가 거의 없었던 환자들에게 분명한 희망이 될 수 있다”면서 “임상 2상 연구를 통해 치료 효과를 보다 명확히 입증하고 국산 가속기 기반 BNCT가 실제 의료 현장에서 활용될 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.

민태원 의학전문기자 twmin@kmib.co.kr

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