암 치료의 새로운 패러다임, 방사성 의약품 시대가 온다

SUMMARY
지난해 한국인의 사망 원인 1위는 바로 '암'입니다. 전체 사망자의 22.7%가 암으로 세상을 떠났다고 하는데요. 무려 1983년 통계를 시작한 후로 암은 1위 자리를 단 한 번도 내놓지 않을 만큼 강력했습니다. 그래서 현대인들은 암 정복을 위해 천문학적인 비용을 들여 지금 이 순간도 연구에 매진하고 있죠. 바이든 미국 대통령도 '암 정복 프로젝트'를 추진하고 있고요. 암을 모두 치료할 수 있다는 요법이 나올 경우 우리는 이전과는 완전히 다른 세상에 살게 될지도 몰라요. 그래서 오늘은 암 특집으로 암 치료법의 종류와 최근 게임 체인저로 떠오르는 '방사성 의약품', 그리고 다가오는 학회까지 살펴봤습니다.

 

© istock

 

전 연령대 사망 원인 1~2위를 다투는 것이 바로 악성신생물(암) 이다. 특히 40대 이후 사망원인으로는 단연 1위이다. ‘암으로 인한 사망’의 위험성과 ‘항암치료’ 하면 머리가 빠질 정도로 괴롭고 힘들다는 사실 정도는 알고 있을 것이다. 그러나 가족, 친지 또는 주변 가까운 사람들 중에 암으로 투병하는 환자가 있지 않은 이상은 상세하게 알긴 힘든 것이 현실이다. 의학전문용어들이 많아서 이해가 어렵기 때문이다. 우선 항암치료에 대해서 단계별, 치료 요법별 기초 지식에 대해 서두에서 알아보고 본론으로 넘어가보도록 하자.

 

암의 기수를 나눠보면 우선 ‘암’ 하면 떠올리는 것이 ‘말기암 환자’의 모습이나 ‘암은 초기에 진단하면 괜찮고, 말기 환자는 사실 생존률이 희박하다...’ 이런 내용일 것이다. 일반적으로 <초기>는 암 종양의 상태를 떠나 수술이나 치료 요법으로 비교적 간단히 완치가 가능한 상태를 의미하며, <중기>는 암의 진행을 억제 또는 정지시킬 수 있는 상황. 그리고 <말기>는 여러 가지 치료 요법을 병행해도 생명을 위협할 정도로 악화되어 가는 상태를 의미한다.

그러나, 우리가 흔히 아는 암의 <초기, 중기, 말기>와 같은 표현은 정식 표현이 아니다. 의학적으로 정식적인 암의 진행 단계 표기는 예후에 따라 <1기, 2기, 3기, 4기>가 맞는 표현이다. 이런 것을 두고 암의 <병기>를 나눈다고 하고, 이러한 병기를 나누는 기준을 TNM 분류법이라고 한다. TNM은 세 가지 요소의 첫 글자를 딴 것으로 1) 종양(Tumor)의 상태, 그리고 두번째는 주변 림프절(Node)로의 전이 수준, 세번째는 다른 장기로 전이(Metastasis) 되었는지의 여부를 종합적으로 고려하여 암의 진행 단계를 판단한다. 각 단계별 요소를 정리해보면 다음과 같다.

 

1) 암세포, 종양의 상태 (Tumor)

종양의 크기가 얼마나 큰지, 주변 세포들에 얼마나 파고들었는지, 뿌리내려 자리하고 있는지를 판단한다.

T1	종양이 점막 하층까지만 있다. (깊지 않다.)
T2	종양이 근육층까지 파고 들었다.
T3	종양이 근육층을 뚫고 장기막까지 파고 들었다.
T4	종양이 장기막을 뚫고 주변 장기의 세포까지 파고 들었다.

 

2) 주변 림프절로의 전이 상태 (Node)

N0	종양이 점막 하층까지 파고 들었다. (림프절로 전이 안됨)
N1	종양이 림프관을 지나 근육층까지 파고 들었다.
N2	종양이 근육층을 뚫고 장막하층까지 파고 들었다.

 

림프절은 백혈구 등 면역세포를 생성하는 곳이다. 특정 부위에 있는 것이 아니라 모든 장기에 두루 퍼져있기 때문에, 염증이 발생하면 멍울이 생기듯이 부풀어 오른다.

 

3) 다른 장기로 전이되었는가 (Metastasis)

M0	다른 장기로 전이되지 않음.
M1	다른 장기로 전이됨.

 

다른 장기로 전이되었다는 것은 이미 암세포가 몸속에 퍼져 다른 곳에서도 자랄 수 있는 단계가 되었다는 뜻이다. 한 군데에만 있어도 표적 치료가 쉽지 않은데, 몸 전체에 퍼져버리면 찾기도 어렵고, 장기별 적합한 치료가 어렵게 된다. 흔히 말하는 암 완치가 되었어도 추적 검사를 하는 이유는 다른 전이된 암이 있는지를 확인하는 것이다. 위 세 가지를 조합하여 아래의 표처럼 암의 1~4기를 진단하게 된다.

 

암 1,2기	암조직이 초기 위치에만 존재, 림프절이나 다른 장기로 퍼지지 않은 상태 (초기)
암 3기	대체로 림프절에 암세포가 퍼진 상태 (중기)
암 4기	장기에서 멀리 떨어진 다른 부위에도 전이 된 상태 (말기)

 

생각보다 다양해요 보통 암1~3기는 어느 장기에서 암이 발생했냐에 따라 생존율이 천차만별로 나눠질 수 있지만, 4기의 경우는 생존율이 희박하게 된다. 그러므로 암의 치료는 ‘진단 시점’과 ‘전이 방지를 위한 치료’ 모두 중요하다고 할 수 있다. 이 1~4기 단계에 대한 이해가 되었다면, 각 단계에 적합한 치료법 또한 쉽게 이해할 수 있다. 치료법은 크게 수술치료법, 항암화학요법, 그리고 방사선 치료법까지 3가지로 나눌 수 있다. 수술 치료법의 경우 암덩어리를 직접 물리적으로 제거하는 치료법으로 신체를 직접 절개하는 개복 수술, 그리고 신체에 구멍을 낸 후 기구를 집어넣어 하는 복강경 수술법이 있다. 비교적 종양의 크기가 작고 국소적으로 분포되어 있는 1~2기, 그리고 수술이 용이한 장기들 (간암, 유방암 등)에 적용되는 치료법이다.

 

약물 투여로 치료하는 '화학항암법' 항암화학요법은 흔히 가장 많은 사람들이 알고 있는 치료법이다. 약물로 암 성장을 막거나 암세포를 죽이며 전신에 퍼져있는 암세포에 작용하는 전방위적인 치료 방법이다. 항암제는 1세대 세포독성 화학항암제, 2세대 표적항암제 및 3세대 면역항암제로 구분된다 화학항암제는 암세포를 직접 공격하여 사멸시키는 방식으로 정상세포까지도 공격해 심각한 부작용을 유발하는 단점이 존재한다. 암세포가 성장하는 원인을 억제함으로써 암을 사멸시키는 2세대 표적항암제도 정상세포 공격에 따른 부작용은 줄지만 약제 내성 등의 문제가 여전히 존재하는 것이 한계이다. 3세대 항암치료제인 면역항암제는 인체의 면역체계를 강화하기 때문에 부작용이 적고, 효과가 광범위하며 면역체계의 기억능력을 통해 장기간 효과가 지속된다는 장점이 있다. 각 세대별 항암제의 원리, 장점 및 단점은 아래 표를 통해 알 수 있다.

 

구분	세부내용
1세대 항암제 (세포독성항암제)	원리	정상세포에 비해 빠르게 분화하는 암세포를 직접 공격하여 항암효과를 나타냄
	장점	대부분의 세포독성항암제는 세포 내 DNA에 직접 결합하거나 DNA 합성에 필요한 효소를 저해하는 작용기전을 가지고 있음
	단점	암세포 이외에도 골수, 모근, 상피세포 등 분화세포가 빠른 정상세포를 공격해 호중구감소증, 탈모, 구내염, 설사 등을 일으키고 심한 구역/구토 유발
2세대 항암제 (표적항암제)	원리	암세포의 특정 물질을 표적하여 암세포만을 선택적으로 공격하는 약물로, 암세포 성장에 필요한 신호전달이나 단백질 조절과정에 연관된 세포 표면의 특정부분 또는 세포 내부의 특정 신호 전달 과정을 차단하여 암세포의 증식이나 생존을 억제함
	장점	암세포만을 선택적으로 치료할 수 있어 1세대 세포독성항암제에 비해 상대적으로 부작용이 덜함
	단점	사용하고자 하는 약제가 표적으로 하는 특정 유전자 변형 또는 단백질 등이 확인된 환자에게만 사용할 수 있고, 오래 사용 시 약에 대한 내성이 생김
3세대 항암제 (면역항암제)	원리	암세포와 면역세포 사이의 신호 경로에 작용해 암세포가 인체의 면역체계를 회피하지 못하도록 하거나 면역세포가 암세포를 더 잘 인식하여 공격할 수 있게 함
	장점	일반적으로 1, 2세대 항암제에 비해 상대적으로 부작용이 덜함
	단점	▫효과가 나타나기까지 오래 걸리고, 특정 단백질이 충분히 발현되지 않으면 효과가 낮을 수 있음 ▫면역기능이 활성화되어 자가면역질환과 유사한 부작용을 일으킬 수 있음

© 안전한 약품사용 가이드 면역항암제 교육자료 (재)병원약학교육연구원, 2020

 

© 국가암정보센터

 

고에너지로 암세포를 파괴하는 '방사선 요법' 방사선 치료는 방사선이라는 고에너지를 이용하여 암세포의 성장을 억제하거나 죽이는 치료법이다. 화학요법이 더 이상 작용하지 않거나 (암세포의 약에 대한 만성, 적응이 생기는 경우 등의 사유로) 화학요법과 병행하는 목적으로 사용된다. 3대 암 치료기법 중 하나로 자리 잡은 방사선치료는 크게 외부조사 방사선치료, 근접방사선치료, 입자방사선치료 3가지로 나눌 수 있으며 각 분야별로 장비, 치료기법 등에 따라 아래 그림과 같이 세부 분야로 나뉘게 된다.

 

© 방사선 의학 웹진

 

최근 5~10년 간 방사선치료기술은 꾸준히 발전해 왔다. IMRT, IGRT, SRS 치료기법의 경우, 방사선치료기기 출력 증가로 인해 치료 시간이 단축됐다. 그리고 환자 움직임 제어 시스템의 개발로 정상 장기에 조사되는 방사선량이 감소하게 되어 더욱 다양한 부위의 종양에 방사선치료를 할 수 있게 되었다. 소아암과 안구종양 치료에 많이 적용되는 양성자치료의 경우 치료기 크기가 줄어들고, 가격도 내려 앞으로 환자들의 수요가 늘어날 것으로 보인다. 그리고 최근엔 국내 최초로 중입자 암치료 기기를 도입한 연세 의료원에서 국내 첫 암 치료 결과를 발표하여 많은 사람들의 이목을 끌기도 했다.

 

“연세의료원이 꿈의 암치료기로 불리는 중입자가속기를 국내 첫 도입한 후 환자치료를 진행했고 좋은 결과를 얻을 것으로 나타났다. 연세암병원은 전립선암 2기 진단을 받고 지난 4월 중입자치료를 받은 최모(64)씨의 치료 후 검사에서 암 조직이 제거됐다고 19일 밝혔다.”

(뉴데일리 경제, 230919 기사 발췌)

 

© 연세암병원

 

위 MRI 결과와 같이 종양이 제거된 것을 확인할 수 있다. 중입자치료는 말 그대로 무거운 입자인 탄소 이온을 빠른 속도(빛의 속도의 70%에 가깝게)로 가속화시키고 고정형 또는 회전형 치료기를 통해 에너지빔을 발생시켜 암 부위에 정밀하게 쏴서 암세포를 죽이는 치료법이다. 중입자치료는 기존 방사선 치료보다 치료 횟수를 절반가량 줄이고 이차암 발생 등 부작용과 후유증이 적다는 평가를 받고 있다. 그러나 단점도 존재한다. 의료 보험 적용이 안되는 비급여 항목으로서, 높은 치료 비용이다. 연세암병원에서 전립선암 환자가 총 12회의 중입자치료를 받는데 들어간 비용은 약 5,500만 원 내외였다. 설치 비용만 약 3,000억 원에 달해 치료 비용도 매우 비쌀 수밖에 없다. 안전성과 유효성은 인정을 받았지만, 중입자치료는 현재 국민건강보험의 요양급여 대상이 아니다. 따라서 환자가 치료비를 전액 부담해야 한다. 향후 정책에 따라 급여대상으로 바뀔 가능성도 상존하긴 한다.

 

방사성 의약품에 주목해야 하는 이유 화학항암요법의 강한 치료 효과와 방사성 물질의 정밀함의 강점을 갖춘 항암치료 방식이 가능하다는 점이다. 방사성의약품과 일반의약품은 환자 진단·치료 목적으로 활용한다는 목적은 동일하지만, 그 개발단계 및 적용 대상은 완전히 다른 성격을 가지고 있는데, 일반 의약품과 방사성 의약품의 주요 특성을 다음의 표와 같이 정리하였다.

 

구분	일반의약품	방사성의약품
물리적 차이	1회 사용량 mmol (1000분의1 몰) 화합물에 따른 독성 있음	1회 사용량 pmol (10억분의 1몰) 화합물의 독성 거의 없음
구입 및 사용방법	의사 처방 또는 약국	의사처방 및 병원내 전문 인력 사용
사용 및 처방장소	병원 및 일상 공간	병원내에서도 특정 장소 국한 사용
생산 및 공급처	제약회사 대량 생산	처방에 따라 소량 조제

 

가장 눈에 띄는 특성은 일반 의약품 대비 수만, 수십만 배 이상 적은 용량으로 사용된다는 점이다. 어떻게 이렇게 적은 양으로도 암세포를 진단하고 제거할 수 있는가? 방사성 의약품의 구조와 작용 메커니즘을 알면 이해할 수 있다.

 

© 시사저널

 

위와 같이 특정한 유기화합물, 펩타이드를 이용하여 표적 치료가 가능한 구조를 갖고 있다. 치료용 방사성동위원소가 암에서 발현되는 특정 단백질을 표적해 정상세포에 영향을 주지 않고 암세포에만 치료제가 들어갈 수 있게 해 선택적 치료가 가능하기 때문이다. 이와 함께 방사성동위원소를 이용한 방사성의약품은 진단과 치료를 동시에 할 수 있는 특징 때문에 항암치료의 진행상황이나 결과 등을 효과적으로 한 번에 평가할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 기존의 치료제가 갖는 독성, 그리고 장기간 사용에 따른 종양세포의 내성 등 단점을 보완할 수 있다는 점에서 많은 주목을 받고 있다.

 

방사성 의약품의 현재와 미래 전 세계 핵의학·방사성의약품 시장은 2018년 39억 4,680만 달러에서 2023년 52억 6,180만 달러로 연평균 5.9%의 성장률을 보일 것으로 전망된다. 이 중 치료용 핵의학·방사성의약품 시장은 2018년 기준 6억 6,300만 달러에서 2023년 11억 4,170만 달러로 연평균 11.5%의 성장률로 증가할 것으로 예측된다. (출처: 방사성의약품 마켓 전망 2018)

이는 전체 핵의학·방사성의약품 시장 규모 중 16.8%(2018년)와 21.7%(2023년)에 해당한다. 방출되는 방사선 종류에 따라 알파선 방출 방사성동위원소와 베타선 방출 방사성동위원소로 나뉘며, 치료용으로 주로 사용되는 방사성동위원소는 알파선 방출 방사성동위원소이다. 알파선은 비정이 짧고 RBE가 높으며(RBE 범위: 3~7, 베타선은 1) LET가 베타선에 비해 400배 가량 커서 세포의 DNA 이중나선 파괴에 용이하고 정상조직 피해를 최소화 할 수 있다는 장점이 있다.

베타선 방출 동위원소는 지난 30~35년 동안 치료용 방사성의약품으로 사용되어 왔다. I-131, Y-90, Sm-153, Lu-177 등이 대표적이며 이들 동위원소를 이용한 방사성의약품 개발이 활발하게 진행 중이다. I-131은 2017년 기준 갑상선 기능항진증 치료 시장의 약 46.6%를 차지해 베타방출체 시장의 핵심의약품으로 자리 잡고 있다. Y-90은 간암환자의 미세혈관 방사선색전술에 활용 중이며, Sm-153은 폐암, 전립선암, 유방암, 골 육종 치료, 골 전이로 유발되는 통증 완화 목적으로 사용된다. Lu-177은 저에너지의 베타방출체로 신경외배엽 종양과 신경 내분비 종양 등에서 치료목적으로 사용되고 있으며, 다양한 암 치료에 적용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 2018년 미국 FDA는 Novartis/AAA에서 개발한 신경내분비 종양 치료용 Lu-177 DOTATATE(루타세라) 시판을 승인했으며 우리나라도 2021년 루타세라를 동정적 치료 목적으로 활용하는 것을 승인했다. (출처: 방사성 의학 웹진)

이렇듯 치료용 방사성의약품 연구와 시장규모는 매년 증가하고 있지만, 주요 암 치료기술로 자리매김하기 위해서는 몇 가지 넘어야 할 과제들이 있다. 크게 네 가지로 나눌 수 있다.

 

① 방사성의약품 치료 기술의 적용 노력

② 방사성동위원소(특히 알파선 방출 방사성동위원소)의 원활한 수급

③ 치료용 방사성의약품의 생물학적 저항성 연구

④ 외부방사선조사 치료법과 방사성의약품 치료법 동시적용 연구

 

이중 1번 부분에 대해서는 약간 다른 접근이 필요하다. 작년에 발표된 네이처 리뷰논문에서는 방사성의약품을 이용한 치료과정이 복잡할 뿐 아니라 ‘방사선’이 주는 막연한 공포감과 대중적인 인식으로 인해 방사선의약품 치료 임상적용이 어렵다고 언급했다. 이를 극복하기 위해서는 관련 종사자들 교육 및 인력양성과 환자교육, 나아가 방사성의약품 치료 인식을 바꾸기 위한 노력이 절실하다고 한다. 이 밖에 기능적 영상과 해부학적 영상을 통해 방사성의약품 선량 분포 정확도를 높인다면 정상조직 피해 및 종양 내 흡수선량 불확실성 최소화를 통해 방사선생물학적 치료계획, 개인맞춤형 선량계산 방사성의약품 치료가 수술, 항암요법, 외부방사선조사 치료에 이은 주요 암 치료법이 될 것이라 기대하고 있다.

특히 작년 2022년 미국 식품의약국(FDA)이 글로벌제약사 노바티스의 전립선 암 치료를 위한 방사성의약품 플루빅토(Pluvicto)를 승인하고, 노바티스가 해당 약물 제조사인 엔도사이트(Endocyte)를 인수하자 주목을 받은 바 있다. 방사성의약품 분야에서 또 한 번 진전이 있었다는 평가를 받은 이후 더욱더 관심과 R&D 투자가 확대되는 추세이다.

현재 해외에서는 레이제바이오, 앱더라 테라퓨틱스, 프리사이릭스, 아크티스 온콜로지, 아리시움 테라퓨틱스 등 글로벌 스타트업들은 펀딩을 통해 방사성의약품 개발에 활발하게 나서고 있다. 국내 기업 중에서는 SK바이오팜, 퓨쳐켐, 듀켐바이오 등이 있다. 혁신신약 개발 기업 SK바이오팜도 최근 방사성의약품 개발에 뛰어들었다. SK바이오팜은 SK그룹이 투자한 미국 원자력 기업 테라파워(TerraPower)와 한국원자력의학원 등과 방사성의약품 치료제 개발 협력에 나서고 있다. 원료부터 제작까지 밸류체인을 수직계열화 하겠다는 목표이다.

코스닥 상장사 퓨쳐켐은 전립선암 치료제 ‘FC705’를 개발 중이다. 최근 아시아 방사성의약품 기업으로는 최초로 미국 임상 2a상을 개시했다. FC705는 거세 저항성 전립선암 환자 치료를 위한 전립선막항원(PSMA)를 표적하는 치료용 방사성의약품 신약후보 물질로, 국내에서도 임상 2상을 진행 중이다. 중국 기업 HTA와는 FC705 공동개발 및 독점 판권 관련 합의를 담은 계약을 진행 중이다. 또 전립선암 진단제 ‘FC303’은 국내와 중국에서 임상 3상을 진행 중에 있다.

스타트업 벤쳐인 전국 12곳에 방사성의약품센터를 둔 듀켐바이오는 전신 암진단용 방사성의약품 ‘FDG’와 전립선암 재발·전이 진단용 ‘FACBC’, 파킨슨병 진단용 ‘FP-CIT’ 등을 보유하고 있다. 현재 유방암과 치매 진단제 등을 개발 중이다.

 

 

학회도 놓치지 마세요! 또한 오는 10월 암 관련 가장 큰 학회인 ESMO(유럽종양학회)가 열린다. 여기에는 국내의 유수 제약, 바이오 기업들도 참여한다. (삼성바이오로직스, 유한양행, 오스코텍, 에이비엘바이오, 보로노이, EDGC, 지아이이노베이션, 퓨쳐켐, HLB, 싸이토젠, 티움바이오, 메드팩토, 신라젠, 큐리언트 등) 인류의 평생의 적 ‘암’ 치료법과 미래 가야할 길에서 투자 기회를 찾아보는 것은 어떨까.