10년 생존율 5%대 불과한 ‘이 암’··· 코로 항암제 넣었더니

악성 뇌종양인 교모세포종 치료제를 효과적으로 전달하기 위한 새로운 방법이 개발됐다.

코를 통해 항암 나노입자를 투여한 다음 자기장을 이용해 악성 뇌종양인 교모세포종까지 정밀 유도하는 약물 전달 방식을 새롭게 개발해낸 연구 결과가 발표됐다.

가톨릭대 서울성모병원 신경외과 양승호 교수, 포스텍 IT융합공학과 박성민 교수, 포스텍 화학과 김원종 교수 공동연구팀은 해당 신기술을 실험동물에 적용해 유의미한 생존 연장 효과를 확인했다고 11일 밝혔다. 이 연구는 약물 전달 분야 국제학술지 ‘약물 전달 및 중개 연구(Drug Delivery and Translational Research)’에 게재됐다.

교모세포종은 성인의 뇌에 발생한 악성종양 중 가장 흔한 유형의 난치성 암이다. 표준 치료를 받더라도 평균 생존 기간이 약 15개월, 10년 생존율은 5.3%에 불과할 정도로 예후가 매우 나쁘다. 현재 이 질환 치료에 쓰이는 핵심 약물인 테모졸로마이드(Temozolomide)는 먹어서 투약하는데, 뇌를 보호하는 ‘혈액 뇌 장벽’(BBB)을 뚫고 뇌 속까지 성분이 침투해 약효를 내기가 어려워서 치료 효율이 낮고 전신 부작용도 뒤따르는 한계가 있다.

연구진은 이 문제를 해결하기 위해 두 가지 발상을 연결했다. 먼저 약물 전달 통로로는 뇌와 직접 연결된 후각신경을 활용하기로 했다. 이어서 약물 성분에 자성을 띤 나노입자를 결합한 복합체를 투여한 뒤 외부 자기장을 써서 이동 방향을 조절하는 방법을 썼다. 테모졸로마이드를 56㎚ 크기의 ‘초상자성 산화철 나노입자’(SPION)에 결합한 복합체로 만들어 코를 통해 투여한 뒤 경두개자기자극(TMS)을 활용해 뇌종양 부위까지 유도하는 방식을 설계한 것이다.

세포 실험 결과, 이 복합체는 기존 약물과 동등한 종양세포 사멸 효과를 보였다. 전자현미경 분석에서도 나노입자가 종양세포 핵 내부까지 고르게 분포하는 것이 확인됐다.

동물실험에서는 교모세포종을 유발한 실험동물(생쥐)에 해당 복합체를 투여해 90일간 추적 관찰했다. 생존 기간 중앙값이 가장 길었던 그룹은 복합체 투여 후 경두개자기자극까지 적용한 그룹(72일)이었고, 이어 복합체만 투여한 그룹(51일), 아무런 치료를 진행하지 않은 대조군(27일) 순이었다. 대조군 대비 최대 2.7배 생존 기간이 연장되는 효과가 나타났다.

특히 투여한 약물 용량을 기존의 먹는 치료제 표준 투여량의 5.6% 수준까지 줄였음에도 상당한 수준의 생존 연장 효과가 확인됐다. 뇌 조직 속 약물을 극미량까지 정밀 측정하는 액체 크로마토그래피-탠덤 질량분석법 검사로 분석해보니 외부 자기장을 이용해 약물 복합체를 뇌종양 위치까지 이동시켰을 때 뇌 실질 내부의 약물 농도가 유의미하게 높아진 것으로 나타났다.

양승호 교수는 “코를 통한 투여 경로와 경두개자기자극을 결합한 이 방식은 혈액 뇌 장벽을 효과적으로 우회하면서도 전신 면역억제 등 기존 항암치료의 부작용을 크게 줄일 수 있다는 점에서 임상적 의의가 있는 것으로 평가된다”면서 “교모세포종을 장기적으로 관리 가능한 질환으로 전환하는 데 기여할 수 있기를 기대한다”고 밝혔다.