국내연구진, 암전이 조기진단용 MRI 조영제 개발

가천의대 이길여 암당뇨연구원 오병철·김현진 교수팀

국내 연구진이 천연물질을 활용해 생체안정성과 조영효과가 우수한 거식세포와 암세포 진단용 MRI 조영제를 세계 최초로 개발했다.

이번 연구는 가천의과학대학교 이길여 암당뇨연구원 오병철·김현진 교수팀이 교육과학기술부의 21세기프론티어 미생물유전체활용기술개발사업단의 지원을 받아 수행했다.

조영제는 X선 촬영으로 확인할 수 없는 내장기관에서 발병하는 협심증, 암 등에 대한 선명한 영상을 제공하는 유기입자물질로 최근 MRI 혈관조영술 등 사용영역이 점차 확대되고 있다.

조영제 세계시장은 이미 50억달러(2009년) 규모의 거대시장을 형성하고 있으며 특히, 미국은 조영제 산업을 21세기 10대 산업의 하나로 선정하여 적극적인 투자를 하고 있다.

반면, 국내상황은 대부분의 조영제를 수입에 의존하고 있어 외화유출은 물론 의료비 상승에 따른 국민부담이 가중되고 있는 실정이다.

이번 연구는 암전이 진단을 위해 현재 상용중인 MRI 조영제 및 양성자방출촬영(PET)의 한계를 극복한 점에서 더욱 주목받고 있다.

기존 MRI 조영제는 대부분이 혈관조영제(extracellular and extravascular)로 특정세포를 타겟으로 하는 진단에는 한계를 보였고, 조영효과 증폭을 위한 과량의 조영제(200 mmole/kg) 사용으로 신장독성 등 생체안전성 문제가 보고됐다.

또한, 방사성 동위 원소를 이용한 양성자방출촬영(PET) 역시 낮은 해상도로 인한 부정확성과 암의 진행정도에 따른 연속적인 사용이 불가능하다는 단점이 지적돼 왔다.

이번에 개발된 조영제는 기존 MRI 조영제의 안전성과 경제성을 획기적으로 높였으며, PET을 이용한 암전이 유무 진단에서도 단기간 내 반복적으로 고해상도의 영상획득을 가능케 했다.

새로운 조영제는 천연물질 활용으로 생체안전성이 우수한 점을 동물실험을 통해 입증했으며, 다양한 상자성물질(Gd3+, Mn2+, Fe2+)과의 결합으로 선택적 명암 조절이 가능하다는 장점이 있다.

특히 투여방법이 다양해 진단특성별로 혈관주입 또는 경구투여의 선택적 사용이 가능하고, 나아가 유방암·전립선암 및 자궁경부암과 같은 다양한 종류의 종양부위에 피하 주입시 센티널 림프 절(sentinel lymph node) 확인에도 적용이 가능할 것으로 판단된다.

아울러 기존 조영제 농도(200 μmole/kg)보다 50배~200배 작은 생체투여량으로도 더 높은 조영효과를 입증했다.
연구팀은 국내 특허 1건, 미국 특허 1건을 출원했으며, PCT 특허 출원 및 기술이전을 실시할 예정이다.

<용어>
△거식세포(macrophage)
=면역담당세포의 하나로 탐식세포라고도 한다. 동물체내의 모든 조직에 분포하며, 이물질 ·세균 ·바이러스 ·체내 노폐세포 등을 포식하고 소화하는 대형 아메바상 식세포를 총칭한다.

△자기공명영상(MRI)
=자기공명영상(MRI)은 조직 간의 대비에 기초한 뛰어난 해부학적 정보와 조직의 기능을 특별히 수술하지 않고도 비침습(noninvasive)적으로 실시간으로 얻을 수 있어, 살아있는 생명체를 영상화할 수 있는 기술 중에서 가장 각광받는 진단방법이다..

△조영제(MRI Contrast agents)
=질병 진단을 목적으로, 혈관 및 조직의 영상을 보기 위하여 인위적인 대조도의 차를 만들 때 사용되는 제제를 말한다. 조영제는 연구 대상 표면의 가시도 및 대조도를 증가시킴으로써, 질환 및/또는 손상의 존재 여부 및 그 정도를 결정할 수 있다.

△상자성 물질
=상자성 물질이란 평소에는 자성을 띄지 않다가 외부자기장을 걸어 주었을 경우 자기장 방향으로 자화되는 특성을 가지는 물질을 말한다. 상자성 물질은 물분자의 자기이완 시간을 단축시키는 성질이 있기 때문에 이러한 상자성 물질의 특성을 이용하여 자기공명영상의 조영제로 사용이 가능하다.

△센티널 림프 절(sentinel lymph node)
=종양이 림프절로 전이될 때 처음으로 전이되는 한 개의 림프절을 말한다. 하지만 경우에 따라서는 여러 림프절이 모여있거나 다른 위치에 여러 개의 센티널 림프절이 존재할 가능성도 있으며 감시 림프절이라고도 한다.