세계 최초로 뇌종양 정밀 진단 가능한 방사성의약품 개발

포피린 유도체에 방사성동위원소 구리-64 결합한 의약품 개발 성공

뇌종양을 정밀하게 진단할 수 있는 방사성의약품이 세계 최초로 개발됐다.

한국원자력의학원은 방사성동위원소 구리-64(Cu-64)를 표지한 포피린 유도체를 뇌종양에 결합시켜 방사선을 방출하는 원리로 뇌종양의 크기와 위치 등을 정밀하게 진단하는데 성공했다고 25일 밝혔다. 

방사성동위원소 구리-64(Cu-64)를 이용한 방사성의약품을 정맥 주사해 양전자방출단층촬영(PET)을 하면 암세포에 방사성의약품이 모여 암의 크기와 위치가 영상화돼 나타나는데, 체내에 주입된 방사성의약품이 암세포에 도달하기 전에 간 조직에서 먼저 분해되는 경우가 많아 정확하고 안전한 암 진단에 어려움이 있었다.

이에 연구팀은 암세포에만 선택적으로 축적되는 포피린에 특정 화합물(N,N-디메틸-4-p-페닐렌디아민, N,N-dimethyl-4-p-phenylenediamin)을 붙인 포피린 유도체를 개발해 뇌종양을 잘 찾아가 붙도록 결합력을 높이고, 이 포피린 유도체에 방사성동위원소 구리-64(Cu-64)를 표지해 암을 보다 정밀하게 진단할 수 있는 방사성의약품 제조를 시도했다.

그 결과, 뇌 또는 허벅지에 뇌종양 세포를 이식한 동물 모델을 대상으로 연구팀은 일반 포피린과 포피린 유도체에 각각 구리를 표지해 종양 결합력을 비교했더니 주사 후 18시간째에 일반 포피린에 비해 포피린 유도체가 종양 결합력이 약 1.4배 높은 방사성의약품 제조에 성공했다.

또한, 구리를 표지한 포피린 유도체의 정상 뇌와 뇌종양의 결합력을 비교한 결과, 주사 후 18시간째에 뇌종양의 결합력이 정상 뇌에 비해 32배 높아 양전자방출단층촬영(PET) 영상으로 암의 크기와 위치를 정밀하게 진단할 수 있었다. 

연구팀은 “이번 포피린 유도체의 뇌종양 결합 기전 연구결과를 토대로 다양한 방사성동위원소를 이용하여 더욱 실용적인 암 진단 및 치료용 방사성의약품의 개발 및 임상적용 등 실용화 연구를 본격적으로 추진해 나갈 예정”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 보건복지부에서 지원하는 ‘치매극복연구개발’ 사업과 한국연구재단의 ‘개인기초연구’ 사업, 과학기술정보통신부에서 지원하는 ‘고령사회 대응 첨단 방사성의약품 기반 기술 개발’ 사업의 지원으로 수행됐으며, 연구결과는 국제 분자 제약학 학술지 몰큘러 파마슈틱스(Molecular Pharmaceutics) 2023년 10월 18일자 온라인판에 게재됐다.