암세포 정밀 타깃 붕소중성자포획치료(BNCT) 현재와 미래

[서효정 칼럼]

암세포 정밀 타깃 붕소중성자포획치료(BNCT) 현재와 미래

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서효정 의학박사·핵의학 전문의

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◇암세포 특화 정밀 치료 원리

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붕소중성자포획치료(Boron Neutron Capture Therapy, BNCT)는 각각 아무 효과를 내지 못하는 중성자와 붕소약이 만나 암세포 안에서 미세핵폭발을 일으켜 암을 죽이는 치료법이다. 붕소의약품 중 임상에 가장 많이 활용된 약은 보로노페닐알라닌이다. 이 약은 암세포의 아미노산 수용체를 찾아 고농도가 되며, 이때 낮은 에너지 중성자를 환부에 조사하면 암세포 내에서만 큰 에너지가 나온다.

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이 에너지는 매우 크고 이동거리는 짧아서 한 번의 치료로도 암세포의 유전자를 완전히 파괴하여 죽게 한다. 그리고 붕소약은 시간이 지나면 소변으로 대부분 빠져나가므로 인체에 안전한 장점이 있다.

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◇국내 최초의 대형입자방사선치료기, 의약품 및 의료시스템 개발

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과거 우리나라는 대형의료기기 개발 사례가 없을 정도로 환경이 매우 척박하여, 고사양 방사선치료기기 및 영상진단기기는 전량 해외에서 수입해 왔다. ㈜다원메닥스는 2016년 산업통상자원부의 과제 지원을 받아 국내 최초의 양성자 선형가속기기반 치료용중성자조사장치, 치료계획시스템, 붕소의약품 및 전체 의료서비스를 포함 제품화하여, 전 세계에서 유일하게 통합솔루션을 제공하고 있다. 양성자선형가속기기반 장치는 다른 나라의 개발 장치에 비해 환자 안전성과 병원 운영의 유연성이 우수하여 현재 세계적인 선두 역할을 하고 있다.

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이 과제는 국내 과학, 공학, 의료 분야를 망라하는 기술로서 개발 자체가 사회적으로 큰 의미를 갖는다. 전 세계 장치개발 국가는 한국, 미국, 일본, 러시아이며, 일본이 두경부암에서 사이클로트론 방식과 붕소의약품 품목허가를 받았으며, 한국은 임상시험을 진행 중에 있다.

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◇국내 붕소중성자포획치료 임상시험

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우리나라의 BNCT 임상시험은 인천 송도에 위치한 ㈜다원메닥스의 A-BNCT센터(BNCT의원)에서 치료용중성자조사장치(DM-BNCT, 10MeV, 2mA), 치료계획시스템(DM-BTPS), 붕소의약품(DMX-101)로 2022년 12월 시작했다. 재발성 고등급 신경교종 1/2a 임상시험은 7명, 동정적치료는 6명 치료했고, 실시기관은 가천대학교 길병원, 국립암센터, 서울성모병원, 세브란스병원이다.

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두경부암은 지난해 7월 이후 임상시험 환자 3명과 동정적 치료 2명을 치료하였고, 실시기관은 국립암센터, 서울대학교병원, 서울성모병원, 가천대 길병원이다. 올해 4월 기준 총 18명의 환자를 치료하였다.

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◇방사선치료, 입자방사선치료와 BNCT의 원리 차이

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첫째, BNCT는 에너지 전달 방법이 다르다. BNCT의 중성자는 에너지가 매우 낮아 치료역할을 하지 못하나, 암세포 내의 붕소와 만나면 높은 치료 에너지를 낸다. 이 외 방사선치료는 에너지를 가진 입자 자체를 쏘아 직접 인체를 지나가며 치료선량을 부여하는 차이가 있다.

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둘째, 치료횟수가 다르다. BNCT는 붕소의약품은 암세포 타깃으로 단회치료 시에 암세포에만 치료선량을 부여할 수 있는 장점이 있다. 방사선치료는 정상과 암세포를 구별할 수 없으며, 에너지가 직접 정상조직을 지나가므로 보존을 위해 반드시 다회 치료를 한다. 일반 방사선치료는 20~60회, 중입자나 양성자치료는 12~20회 이상 등 분할 치료를 한다.

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셋째, 잠재적 미세침습부위를 치료할 수 있다. BNCT의 암세포 약물 분포는 미세침습부위를 찾아 치료할 수 있어 범위를 확대할 수 있고, 환자의 움직임에도 비교적 안전하다. 반면 방사선치료는 해부학적 병변에 의존하며, 환자가 움직이면 방사선에 대한 위험이 크다.

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넷째, 치료시설 구축과 운영의 비용이 경제적이다. 전량 수입에 의존하는 중입자치료기는 430MeV, 양성자치료기는 230MeV 등 대형시설 구축과 고에너지원 이용에 지속적인 고비용이 들어간다. 국산제품인 양성자선형가속기 기반의 BNCT는 10MeV 2mA의 낮은 에너지와 높은 전류를 이용하며, 일본의 사이클로트론 방식의 30MeV 1mA에 비해 우수한 치료용 중성자선질 및 방사선 안전성을 보인다.

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◇BNCT의 한계점

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BNCT는 사용하는 중성자의 에너지가 매우 낮아 5~8㎝ 이내의 얕은 암종에서 치료 효과를 최대화할 수 있다. 또한 암세포의 균질성 특성이 농도의 균질성에 영향을 주어 치료 선량을 변화시킨다.

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따라서 치료 전후로 환자선별과 관리에 대한 노력이 필요하다. 이는 지속적인 신약개발, 임상기법 개발 및 장치 고급화를 통해 극복될 것으로 보이며, 다양한 의약품이 개발되어 질환별 타깃이 된다면 치매 및 난치성 염증질환도 적용이 가능할 수 있으나 적용까지 비교적 긴 시간이 걸릴 전망이다.

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◇방사선치료와 타깃항암치료의 장점을 극대화한 BNCT

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BNCT는 방사선치료와 타깃항암치료의 장점을 극대화한 치료다. 그러나 새로운 치료는 진입 시 대안 치료법이 없는 난치성암에 적용할 수 있어 제한적으로만 활용됐다.

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향후 근거기준이 누적된다면 기능 보존이 필요한 부위나 수술이 어려운 병변의 초회 치료에 적용이 확대될 것이다. 또한 경계가 불명확하고 주변조직으로 침윤 잘하는 암종의 예방치료가 가능할 것이다. BNCT는 국소부위조절 후 타(他)치료법과 병용하여 활용도를 높일 수 있고, 장기움직임이 많은 위치에도 사용이 될 수 있다. 통증 없이 단회 치료로서 시간이 단축되어 삶의 질을 개선한다.

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그간 우리나라에서는 난치성 암환자의 치료를 위해 원자핵공학, 가속기학, 방사선학, 화학, 약학, 의학의 아름다운 협력으로 A-BNCT 시스템이 개발되어 환자치료를 하기에 이르렀다. 앞으로 더욱 유용한 치료로 거듭나기 위해 지속적인 R&D가 필요하다.

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※본란의 칼럼은 본지 견해와 다를 수 있습니다.

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서효정 의학박사·핵의학 전문의

출처: https://www.asiatoday.co.kr/view.php?key=20240502010000950