광역동 치료(Photodynamic therapy, PDT)는 수술·항암제·방사선 치료에 이어 제 4의 암 치료법으로 불리며, 빛을 조사하면 활성산소를 발생시켜 종양조직을 파괴하는 광감각제를 정맥주사하여 암조직에 축적시킨 후 특정 파장의 레이저를 조사해 암세포만 선택적으로 파괴하는 치료법이다.
이 치료법은 부작용이 적고 약제 내성이 발생하지 않는 장점을 갖고 있지만, 자궁경부암, 피부암, 담도암, 식도암처럼 빛을 직접 조사하거나 내시경으로 접근이 가능한 부위에서만 제한적으로 사용될 수밖에 없었다.
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이번에 연구팀은 산호나 반딧불 같은 ‘생물발광’을 이용해 병변의 위치나 깊이에 상관없이 암을 치료할 수 있는 새로운 방식의 광역동 치료법을 개발하는데 성공함으로써 기존 광역동 치료의 한계를 극복했다.
생물발광을 이용한 광역동 치료는 레이저를 조사해 암세포를 사멸시키는 대신 생채 내에서 스스로 빛을 내는 효소-기질 반응을 이용 빛을 발산함으로써 암조직에 축적된 광감각제를 활성화시켜 암을 사멸시키는 치료법이다.
생물발광에서 나오는 빛으로는 파장이 맞지 않아 광감각제를 활성화시킬 수 없었던 문제점은 산호에서 추출한 단백질을 ‘양자점’이라는 나노물질과 결합시킨 후 에너지를 전달하는 방식으로 해결했다.
이 새로운 생물발광 광역동 치료법은 세포실험을 통해 메커니즘을 증명했으며, 이후 동물 실험을 통해 암의 성장이 억제됨을 밝혀냈다. 특히 암에 직접 주사하는 경우 주변 감시림프절에 전이된 암세포까지 파괴하며, 다른 부위로의 전이까지 막을 수 있음을 확인했다.
김이랑 박사는 “이번 연구는 지금까지 광역동 치료가 불가능한 부위까지 가능범위를 넓힌 것으로 고령이나 전신적 상태 때문에 수술이 불가능한 암환자의 원발암 및 주변 림프절 치료 등에 사용될 수 있으며, 특히 유방암 수술의 경우 감시림프절을 절제할 때 림프부종 등의 문제를 일으키는데 이 치료법을 통해 수술하지 않고 최소침습으로 감시림프절 전이를 치료할 수 있는 가능성을 열렸다”고 설명했다. 이어 김 박사는 “향후 암 치료뿐 아니라 신체 내부로 빛을 전달하는 데 어려움이 있었던 광유전학 등 관련 연구에도 폭넓게 사용할 수 있다”고 밝혔다. 한편 이번 연구 결과는 SCI급 나노의학 분야 저명 국제학술지인 ‘테라노스틱스(Theranostics)’ 8월호에 게재됐다.
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