[지금은 과학] 1초 안에 고강도 방사선→정상 세포 보호, 암세포 죽인다

[아이뉴스24 정종오 기자] 1초 안에 고강도 방사선을 쏘아 정상 조직 손상은 최소화하고 암 치료 효과는 높이는 시스템이 구축됐다. 방사선치료에 따른 고통과 부작용을 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 물론 아직 가야 할 길은 멀다. 2026년쯤에야 관련 기술이 현실화될 것으로 보인다.

한국원자력의학원(원장 김미숙)은 20일 환자 치료용 초고선량률 방사선치료(Ultra-high dose rate radiotherapy, FLASH radiotherapy) 연구 시스템을 구축하고 기념식을 했다.

초고선량률(FLASH) 방사선치료는 1초 안에 고강도 방사선을 쏘아 정상 조직 손상은 최소화해 암 치료 효과를 크게 높일 수 있는 기술이다. 부작용이 걱정돼 방사선치료가 어려운 신경조직, 소화기관 등의 암 치료나 방사선치료가 잘 듣지 않는 암 치료도 가능한 것으로 알려져 있다. 특히 폐나 간 같이 치료 중 움직이는 부위의 암 치료에 활용도가 높을 것으로 기대된다.

초고선량률 방사선은 방사선(초당 40~500Gy)을 0.5초 이내 조사하는 것을 말한다. 일반적인 방사선치료(초당 0.03~0.4Gy)보다 1000배 이상 빠른 속도로 암 치료 효과가 큰 것으로 보고되고 있다.

현재 전 세계적으로 획기적 방사선 치료법으로 제시되고 있는 초고선량률 방사선치료는 작은 실험동물을 대상으로는 치료 효과가 보고되고 있다. 실제 임상에 적용할 수 있는 생물학적 기전 연구는 초고선량률 방사선 조사 시스템이 확보돼야 가능하다. 유럽이나 미국의 일부 연구기관에서 매우 제한적으로 이뤄지고 있다.

현재 초고선량률 방사선 연구는 쥐와 같은 작은 실험동물에 조사할 수 있는 작은 빔을 강한 세기로 만든 정도에 불과하다. 인체 치료에 필요한 강한 세기의 넓은 빔을 만들기 위해서는 기존 병원에서 쓰는 가속기의 빔이 수백 배 높아야 해 아직 기술적으로 해결할 부분이 많다.

원자력의학원은 3년여의 연구 준비 기간을 거쳐 초고선량률 방사선 연구를 수행할 수 있는 환자 치료용 방사선 조사 시스템을 구축하고 지난해 사용허가 과정을 거쳤다. 올해 과학기술정보통신부에서 연구비를 지원받아 2026년에 실제 임상 적용을 목표로 본격 연구를 추진 중이다.

의학원은 기존 암환자 치료용 방사선치료기를 조정·변경해 100Gy/s 이상의 초고선량률 방사선 조사가 가능함을 확인했다. 초고선량률 방사선량 측정 시스템을 구축했고 방사선 조사 조절 시스템 구조를 분석해 밀리세컨드(1000분의 1초) 단위의 안정적 방사선 조사 장비를 개발했다.

방사선 조사 시스템 구축과 함께 작은 실험동물과 암세포에 대한 초고선량률 방사선치료 효과 실험을 시작해 동물실험과 1000례 이상의 암세포 조사를 통해 기초 연구재료를 확보해 분석하고 있다. 앞으로 환자 치료뿐 아니라 반려동물의 암 치료를 계획 중이다.

개발 중인 초고에너지 전자가속기는 인체 깊은 곳을 포함한 전신에 있는 암 치료가 가능하다. 방사선량을 균일하게 조사할 수 있는 장점이 있다. 방사선 분포의 정밀도 향상과 초고선량률 방사선의 에너지 업그레이드가 가능한 시스템으로 구축할 계획이다.

김미숙 원장은“이번 초고선량률 방사선치료 연구 시스템 구축은 기초연구 성과와 연계된 첨단 의료장비의 임상 적용을 끌어낸 성과”라며 “앞으로 초고선량률 방사선 연구를 다양한 방사선 생명과학 분야에 확대 적용해 방사선의 인체 영향에 대한 새로운 기전을 발견하고 새로운 암 치료법 개발에 선도적 역할 수행을 기대한다”고 말했다.