암 치료의 혁신....“혈중 암세포를 레이저로 파괴”
암 치료의 혁신....“혈중 암세포를 레이저로 파괴”
  • 정태섭 기자
  • 승인 2019.06.14 16:34
  • 댓글 0
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(출처:pexels.com)
(출처:pexels.com)

[데일리포스트=정태섭 기자] 암을 만드는 ‘암세포’는 혈류나 림프를 타고 몸 곳곳으로 전이된다. 이러한 혈중 암세포를 레이저를 이용해 파괴하는 획기적인 치료법이 등장해 주목받고 있다. 이번 성과는 국제학술지 '사이언스 중개의학(Science Translational Medicine)'에 게재됐다.

공개된 논문에 따르면 연구팀은 피부에 레이저를 조사해 혈중 암세포를 파괴하는 치료법을 발표했다. 암 환자 28명 중 27명의 암세포를 정확하게 검출했을 뿐만 아니라, 암세포가 혈관을 통과할 때 높은 확률로 실시간으로 암세포를 파괴하는데 성공했다.

사이언스 중개의학에 게재된 연구팀 논문
사이언스 중개의학에 게재된 연구팀 논문

연구팀은 "앞으로는 레이저 치료법으로 암세포가 새로운 종양을 생성하기 전에 검출해 파괴할 수 있게 될 것"이라며, “비침습적(non-invasive) 방법으로 암세포를 철저히 파괴할 수 있다”고 설명했다. 

연구에 참여한 미국 아칸소 의과대학 나노의료센터 디렉터 ‘블라디미르 쟈로프(Vladimir P. Zharov)’는 "이 기술은 암 전이를 획기적으로 억제할 수 있는 잠재력을 가지고 있다"고 언급했다.

자로프 연구팀이 개발한 레이저 암 검출·치료시스템
쟈로프 연구팀이 개발한 시스템

암의 확대 및 전이는 암 사망원인의 큰 비율을 차지한다. 암은 ‘원발성’과 ‘전이성’ 2종류가 존재하는데 종양의 성질이 전혀 다르다.

원발성 암은 그 부위에서 발생한 암을 말한다. 가령 간에서 발생했다면 원발성 간암이다. 반면 전이성 암은 다른 부위에서 전이해 온 암으로, 원발성 간암에서 발생한 암세포가 혈액과 림프를 타고 전이해 대장암을 일으킨다면 전이성 대장암이 된다.

하지만 전이성 암의 원인인 ‘순환암세포(CTC)’가 안정되기 전에 파괴하면 암의 발병을 억제할 수 있다. 또 CTC가 어느 정도 체내에 존재하는지 파악할 수 있다면 의료진은 전이성 암에 대한 보다 정확한 진단 및 치료가 가능해진다.

(출처:pexels.com)
(출처:pexels.com)

쟈로프 연구팀은 흑색종(melanoma) 혹은 피부암을 앓고 있는 환자를 대상으로 레이저를 이용한 암 세포 파괴 시스템을 테스트했다. 레이저를 정맥에 조사해 환자 혈액에 에너지를 공급한다. 흑색종  CTC는 일반 세포보다 레이저가 혈중에 보내는 에너지를 많이 흡수하기 때문에, 가열로 급속히 팽창한다.  

열팽창은 광음향효과(Photo-acoustic effect)로 알려진 음파를 발생시키기 때문에, 초음파 변환기(Transducer)를 이용해 검출할 수 있다 이 메커니즘으로 CTC가 언제 혈액을 통과하는지 감지할 수 있다. 

주목할 사실은 검출에 사용한 레이저로 CTC를 실시간으로 파괴할 수 있다는 것이다. 레이저 열이 CTC에 증기(steam) 거품을 발생시켜, 이 기포가 팽창·파열해 CTC의 기계적 파괴가 가능해지는 것.

해당 연구 논문의 목적은 ‘레이저와 초음파 변환기를 이용한 CTC 검출 정밀도 테스트’였다. 그러나 저출력의 CTC 검출모드에서도 환자 6명의 CTC를 파괴하는 데 성공, 환자 체내의 96%의 암세포를 파괴하는 데 성공했다.

연구팀은 보다 높은 출력의 레이저를 사용하면 CTC를 보다 효과적으로 파괴할 수 있게 될 것으로 기대하고 있다.

(출처:pixabay.com)
(출처:pixabay.com)

쟈로프 디렉터는 10년 전부터 레이저 암 치료법과 관련된 아이디어를 구상해 왔으며, 지금까지 동물 실험을 통해 안전성을 테스트해 왔다. 이번 임상실험 진행 전 미국 식품의약국(FDA) 승인도 얻었다.

연구팀은 이번에 개발된 레이저 치료 시스템이 사람에게도 효과가 입증된 ’세계 최초의 비침습 CTC 진단 시스템’이라고 강조한다.

현재 CTC 검출 시스템은 적어도 100개 이상이 존재하지만, 기존 시스템은 정맥에서 채혈한 혈액을 체외에서 분석해야했다. 또 기존 CTC 검출 시스템 중 FDA의 승인을 받은 것은 '셀서치(CELLSEARCH)'가 유일하다. 이 시스템은 소량의 혈액 샘플을 처리해 혈중에 존재할 가능성이 있는 CTC의 스냅샷을 촬영하는 방식으로, 암의 진단과 치료에 아직 널리 사용되지는 않고 있다.

반면 쟈로프 연구팀이 개발한 시스템은 신체의 손상이 없는 ‘비침습’이라는 특징을 가지고 있으며, 1시간에 약 1리터의 혈액을 검사할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또 CTC 검출감도는 셀서치의 약 1000배에 달한다.

연구팀은 향후 모집단에서 확대해 레이저를 이용한 CTC 검출·파괴 시스템을 테스트하고, 기존 암 치료법과 연계해 전이성 암에 미치는 영향을 조사할 예정이다.






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