원자력의학원 최익준 박사(사진 좌), 이태섭 박사(사진 우) 연구팀이 두경부암에 기존 면역치료제 보다 치료효과가 탁월한 방사면역치료제를 개발했다고 과학기술정보통신부(장관 유영민)는 22일 밝혔다.  

방사면역치료란 방사선치료와 면역치료의 효과가 결합된 치료로, 표적항체에 방사성동위원소를 붙여 암세포에만 방사선을 조사해 정상세포에 미치는 방사선 영향을 최소화하는 치료법이다.(면역치료 : 암세포의 수용체, 성장인자 등을 표적으로 하는 항체를 이용하여 종양 세포 신호전달의 차단, 세포사멸을 유도하거나 추가적인 면역작용을 통해 종양 세포 파괴를 유도하는 표적치료 방법)
 
두경부암은 후두암, 구강암, 인두암 등 머리와 목 부위에 생기는 암이다. 통상적으로 외과적 수술, 항암화학치료, 방사선 치료 등의 치료법이 사용된다. 하지만 절제술이 불가능한 두경부암의 경우 5년 생존율이 10% 이하로 치료가 쉽지 않다. 특히, 두경부암에 효과적인 표적 항암치료제로 알려져 있는 세툭시맙도 내성 유발로 치료에 한계가 있었다.
 
연구팀은 암세포의 표피성장인자수용체(EGFR)에 특이적으로 결합하는 항체의약품에 진단용 방사성동위원소와 치료용 방사성동위원소를 각각 붙인 융복합 방사성의약품을 개발했다.
 
면역 양전자방출단층촬영(면역 PET)영상으로 암의 크기와 위치를 진단한 결과, 기존 세툭시맙을 이용한 면역치료제는 종양이 계속 성장하는 반면에 세툭시맙에 루테튬-177을 붙인 방사면역치료제는 종양의 크기를 치료 전에 비해 55% 감소시키는 치료효과를 확인할 수 있었다.
 
연구팀은 두경부암의 효율적 치료를 위한 컨버전스 방사성의약품 개발 및 임상적용 등 실용화에 박차를 가할 예정이다. 
표피성장인자수용체(EGFR) : 암세포가 외부로부터 표피성장인자를 받아들이는 인자임. 수용체는 암세포 내부에 ‘성장·분열을 시작하라’는 신호를 보내고, 암세포는 이 신호를 받고 증식함　
면역 양전자방출단층촬영(면역 PET) : 암세포 등에 특이적으로 발현하는 생체분자에 결합하는 생체물질에 양전자방출단층촬영(PET)용 방사성동위원소를 붙여 체내에 주사해 암 등 대상질환의 영상화와 정량평가를 수행하는 영상기법임

세툭시맙(Cetuximab, 상품명: Erbitux) : 표피성장인자수용체(EGFR)에 특이적으로 결합하는 항체의약품. 2006년 두경부암에 대하여 방사선치료법과의 병용치료 또는 단일투여제로 임상 승인됨

논문의 주요 내용은 다음과 같다.
 1. 연구의 필요성
 두경부암은 전 세계적으로 7번째로 많이 발생하는 암으로 매해 60만 명의 환자가  발생하고 있으며, 수술을 시행한 후 항암화학요법과 방사선치료로 치료한다.

두경부암의 발병 위치는 해부학적으로 복잡하여 치료와 수술이 까다롭고, 절제술이 불가능한 경우, 다양한 병용치료에도 5년 생존율이 낮은 편이다. 이에 두경부암의  생존율 향상을 위한 다양한 치료법의 임상연구가 진행되었으나 성과가 없었다.

두경부암 환자의 90% 이상이 표피성장인자수용체(EGFR)를 발현하기 때문에 항체  의약품 세툭시맙을 이용한 치료가 유용하나, 내성 유발로 치료에 한계가 있다.  방사면역치료제는 항체의 표적기능과 방사성동위원소의 세포 살상기능이 결합되어  효과적으로 종양을 치료하는 새로운 대안 치료법으로 떠오르고 있다.
 
 2. 연구 내용  
두경부암에서  많이 발현하는 표피성장인자수용체(EGFR)를 두경부암 특이 항원으로 선정하여 이에 결합하는 항체의약품 세툭시맙에 구리-64(Cu-64)와 루테튬,  177(Lu-177)을 표지한 컨버전스 방사성의약품을 개발했다.

연구팀은 두경부암 세포 중 세툭시맙이 듣지 않는 저항성을 확인하고, 이 두경부암 세포를 이식한 동물 모델에 방사성동위원소 구리-64를 붙인 세툭시맙을 주사하여 양전자를 방출하는 구리-64가 암세포에 모여 암의 크기와 위치를 면역 양전자방출단층촬영(면역PET) 영상을 통해 진단할 수 있었다.

이어서 방사성동위원소 루테튬-177을 붙인 세툭시맙을 동물 모델에 주사하여 루테튬  177이 내뿜는 베타선에 의해 암 세포가 파괴되는 방사면역치료 효과를 확인했다.

기존 세툭시맙을 이용한 면역치료는 종양이 계속 성장하였으나, 방사면역치료는   종양의 크기가 치료 전에 비해 55% 감소하여 종양성장 억제효과를 입증했다.
 
 3. 연구 성과 : 
본 연구는 두경부암 표적 면역 양전자방출단층촬영(면역 PET) 영상제 및 방사면역  치료제의 기능을 컨버전스 형태로 수행하는 방사성의약품 개발의 가능성을 열었다는 관점에서 그 의미가 크다. 연구팀은 이번 연구성과를 향후 다양한 종양 표적 신규 항체에 적용함으로써 새로운 영상 진단제 및 치료제 개발이 가능할 것으로 기대했다.

추가적인 연구를 통해 두경부암 표적 면역 양전자방출단층촬영(면역PET) 영상제 및 방사면역치료제로서의 안정성과 유용성을 검증하여 임상 적용 시, 두경부암 환자에 대한 환자맞춤형 치료를 통해 표적치료에 대한 효과를 극대화할 수 있을 것이다.

과학기술정보통신부에서 지원하는 ‘방사선의학임상연구’, ‘방사선기술개발사업’, ‘방사 성동위원소 응용연구 인프라 구축 및 운영’ 과 교육부에서 지원하는 ‘이공학개인기초   연구지원‘ 사업의 일환으로 수행된 이번 연구의 성과는 암 전문지 온코타겟(Oncotarget)에 게제되었다.