초음파 빔으로 “암 치료제 뇌에 보낸다”

SPECT으로 뇌를 컬러 스캔한 결과 모노클로널 항체 요법이 유방암에서 뇌로 퍼진 표적 종양에 도달했다. [출처: KEVIN VAN PAASSEN/Sunnybrook Health Sciences Center]

새로운 암 치료로 주목을 받는 모노클로널 항체 치료법이 뇌 속에 생긴 암에는 효과가 볼 수 없었다. 하지만 캐나다 연구팀이 자기공명영상(MRI)과 초음파 빔으로 모노클로널 항체를 뇌로 보내는 치료법을 개발했다.

모노클로널 항체는 바이러스 감염 세포나 암세포 등 생체의 특정 세포 또는 항원에만 특이 반응을 보이는 활성이 높은 인체가 생산한 특정 항체를 복제하여 만든 항체다.

최근 암 치료에 모노클로널 항체가 주목을 받고 있지만, 뇌 속에 생긴 암은 혈액뇌 조직 사이에서 이 분자가 오가는 것을 방해하는 혈액뇌장벽(blood-brain barrier)이라는 존재에 따라 뇌에 모노클로널 항체 전달이 어려웠다.

캐나다 서니브룩보건과학센터(Sunnybrook Health Sciences Center) 뇌신경외과 의사팀이 MRI에 의해 유도되는 초음파 빔으로 종양 부근의 혈액뇌장벽을 일시적으로 무효화시켜 모노클로널 항체를 뇌로 보내는 치료법을 개발했다.

연구 결과(논문명: MR-guided focused ultrasound enhances delivery of trastuzumab to Her2-positive brain metastases)는 국제 과학저널 '사이언스 중개 의학(Science Translational Medicine)'에 13일(현지시각) 실렸다.

혈액뇌장벽이 열리기 전의 뇌 스캔 이미지. [출처: KEVIN VAN PAASSEN/Sunnybrook Health Sciences Center]

이 치료법은 이미 인간을 대상으로 한 임상시험도 진행되고 있다. 전이성 유방암의 일종인 HER2 양성 유방암을 앓는 환자 4명이 해당 암에 대응하는 허셉틴(Herceptin)이라고도 불리는 모노클로널 항체 치료제인 트러스투주맙(trastuzumab)을 투여받았다. 

이 기술은 이전에 뇌암의 일종인 교모세포종 및 근위축성 측삭경화증(ALS)과 같은 증상을 치료하기 위해 연구됐지만 약물이 포함되지 않았다. 하지만 약물이 실제 표적 종양에 도달한 사례는 이번이 처음이다.

환자들 초음파 치료는 고해상도 MRI 스캐너 내에서 1,024개 초음파 변환기가 있는 반구형 헬멧을 사용해 조사를 받으며 투여됐다. 투여는 총 20회(1인당 최대 6회) 이뤄졌다.

방사성 물질로 약제를 추적하는 시스템인 단일 광자 방출 컴퓨터 단층 촬영(SPECT)으로 확인한 결과 다수의 약제가 종양에 도달한 반면 무관한 영역에는 도달하지 않았다. 시험기간 중 환자의 종양도 줄어들었으며 눈에 띄는 부작용도 확인되지 않았다. 

한편, 연구에 참여하지 않은 브리검 여성 병원(Brigham and Women’s Hospital, BWH) 및 하버드 의과대학 방사선과 교수인 네이선 맥대놀드(Nathan McDannold )는 “연구 결과가 고무적이지만 규모가 매우 작고 다른 한계도 있다. 강력한 치료효과를 얻을 수 있을지는 불분명하다”며, “약제 추적 시스템 SPECT 영상의 해상도가 매우 낮아서 연구자들이 측정한 종양에 있는 약물의 양이 얼마나 정확한지 말하기 어렵다“고 말했다. 

그러나 연구팀은 “의료 영상 기술은 이 연구를 가능케 한 고해상도 MRI에서 마이크로파 유방 영상과 같이 암을 감지하는 새로운 기술이 빠르게 발전하고 있다”며, “기술의 발전으로 MR 유도 고집적 초음파(MRgFUS, MR guided focused ultrasound)는 암뿐만 아니라 뇌에 영향을 미치는 다양한 다른 질병에 대해 훨씬 더 유망한 치료법이 될 것”이라고 말했다.

김민중 기자 science@