한국원자력의학원은 박지애 박사와 경희대학교 김형중 박사, 조선대학교 김현철 박사 공동연구팀이 자기공명영상(이하 MRI) 기반 기술을 이용해 암의 방사선치료 반응을 실시간으로 모니터링하고 예후를 평가 할 수 있는 가능성을 제시했다고 밝혔다.

암 환자마다 방사선치료에 대한 반응이 달라 방사선치료 반응 평가는 치료계획 수립에 매우 중요하지만, 기존의 MRI 기법은 방사선치료 반응 변화 확인에 정확성이 떨어져 이를 극복할 수 있는 새로운 평가방법의 개발이 요구되어 왔다.

박지애 박사 연구팀은 MRI 기반의 도전율을 이용해 방사선치료 후 종양의 미세환경 변화를 영상화 했으며, 이를 통해 방사선치료 이후의 반응과 예후 평가가 가능해졌다.

연구팀은 방사선 조사 여부에 따른 도전율 변화를 확인하기 위해 뇌 종양 세포를 이식한 실험쥐를 대상으로 코발트60(Co-60) 감마선을 10Gy(그레이, 방사선 에너지 흡수량을 나타내는 단위) 쪼인 그룹과 쪼이지 않은 그룹의 도전율 영상을 시간 경과(조사 후 1∼10일)에 따라 관찰했다.

쥐의 뇌 종양 부위 도전율은 방사선을 쪼인 그룹이 쪼이지 않은 그룹보다 더 크게 증가했고, 조사 후 3일에 두 그룹간의 도전율 신호차이가 제일 크게 나타나 기존 MRI 영상에 비해 MRI 기반 도전율 영상이 높은 민감도를 보이는 것을 확인했다.   

종양은 정상 조직에 비해 방사선 민감도가 높으며, 방사선은 종양조직의 이온화를 유발하므로 방사선을 쪼인 조직은 그렇지 않은 조직에 비해 이온이 많이 생성되고 이로 인해 도전율이 현저하게 증가하여 MRI에서 높은 민감도를 갖는 대조도 정보를 나타낸다. 

이번 연구는 지속적인 공동 연구성과를 바탕으로 생체 종양 모델을 이용하여 방사선 조사 여부에 따른 종양 조직의 도전율 변화를 확인해 MRI 기반 도전율 영상이 방사선 치료 효과를 전주기에서 모니터링하는 영상 바이오마커로 임상적용 가능성을 입증했다.  

박지애 박사 연구팀의 이번 연구 성과는 종양학 분야 국제 학술지 ‘캔서스(Cancers)’ 2022년 12월20일자 온라인 판에 게재됐다. 

연구팀은 이번 연구성과를 토대로 MRI 기반 도전율 영상을 이용해 방사선치료법에 대한 종양 조직의 변화 및 주변 정상 조직의 손상 평가 등을 충분히 검증한 후 방사선치료 및 예후 평가에 실제 적용할 수 있는 임상분야 개발 연구를 이어갈 계획이다. 

이번 연구는 과학기술정보통신부에서 지원하는 ‘기초연구과제지원’ 사업의 일환으로 수행됐다.

이영수 기자 juny@kukinews.com