한국원자력의학원(원장 최창운)이 암환자가 양전자방출단층촬영(PET) 검사 시, 정상조직에 대한 약물의 축척률은 낮추고 암조직에 대한 약물의 축척률은 높여, 영상으로 암을 찾거나 진행정도를 더욱 효과적으로 알 수 있는 향상된 진단시약을 개발했다고 밝혔다.

양전자방출단층촬영(PET)은 암 조기진단 및 치료에 사용되는 대표적인 영상진단검사법 중 하나로 대사작용이 활발히 일어나는 암세포의 특성을 이용, 암 세포 주변에 조영제로 이용한 방사성의약품이 집중적으로 모이도록 하여 암의 위치, 크기 정보, 전이 및 성장정도 등을 파악하는 기술이다.

방사성의약품을 정맥 주사하여 암 세포에 섭취된 방사성의약품으로 암의 크기와 위치를 확인하는 원리로 기존 방사성의약품은 암 세포에 도달하기 전에 간 조직, 혈액 등에서 먼저 섭취 및 분해되는 경우가 많아 이를 극복하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다.

 

한국원자력의학원 박지애(사진 오른쪽), 김정영(사진 왼쪽), 이교철, 이용진 박사(이하 연구팀)팀은 암세포가 증식할 때 많이 발현되는 특정 단백질들이 특정 수용체와 서로 결합하는 특성을 이용, 이들 단백질 중 하나인 RGD 펩타이드 유도체에 구리-64(Cu-64)를 표지하여 한층 개선된 방사성의약품을 개발했다.

RGD 펩타이드는 3개의 아미노산으로 이루어진 단백질 조각으로 암세포의 신생혈관 형성 시 많이 발현되는 수용체 ανβ3에 결합되는 특징이 있다.

구리-64(Cu-64)는 대표적인 금속성 방사성동위원소로 금속성물질의 결합력을 이용하여 분자체에 표지가 수월한 장점이 있어, 최근 다양한 형태의 암 진단용 양전자방출단층촬영(PET) 방사성의약품으로 연구 개발이 이루어지고 있다.

연구팀은 암세포에 대한 방사성의약품의 결합력은 증가시키고 정상조직에 대한 축적률은 줄이기 위해 RGD 펩타이드의 형태를 변화시켜 암 진단의 효과를 향상시킨 양전자방출단층촬영(PET) 방사성의약품을 개발했다. 

새롭게 개발된 방사성의약품을 마우스 PET 영상을 통해 확인한 결과, 암조직 대비 정상조직의 신호비율이 대조군과 비교했을 때 360% 증가한 것으로 PET 영상을 통한 암 진단의 효율성이 증가했음을 의미한다. 

이번 실험 결과, 신규 방사성의약품을 주입한 경우 암조직 대비 정상조직 비율은 55, 대조군의 암조직 대비 정상조직 비율은 15로 나타났다.

이번 연구는 미래창조과학부에서 지원하는 ‘방사선기술개발사업’의 일환으로 수행됐고, 양전자방출단층촬영(PET) 조영제는 2016년 4월 국내특허 출원했고, 국제 암 생물학 방사성의약품 학술지 캔서 바이오테라피 앤 라디오파마슈티컬스(Cancer Biotherapy & Radiopharmaceuticals) 최근호에 게재됐다.

박지애 박사는 “이번 연구성과가 양전자방출단층촬영기술(PET)에서 종양 표적형 신규 방사성의약품의 연구와 임상활용에 도움이 되기를 바란다”며, 암의 영상진단능력을 향상시켜 향후 암 환자 치료에서 모니터링 기술로 활용될 것으로 내다봤다.

또 금속성 방사성동위원소 구리-64(Cu-64)를 이용한 다양한 종양 진단용 PET 조영제에 대한 응용 연구가 가능할 것이라는 기대도 나타냈다.