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‘꿈의 암 치료 기술’이라 불리는 붕소 중성자포획치료가 무엇인가요
‘꿈의 암 치료 기술’이라 불리는 붕소 중성자포획치료가 무엇인가요
  • 김수진 기자
  • 승인 2021.11.22 15:13
  • 댓글 0
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다원메닥스, ‘붕소 중성자포획치료’ 세포 및 동물효력시험서 종양 억제 효과 확인
붕소 약물 주입 후 중성자 쏴 선택적으로 암세포 사멸, 단 1~2회 치료
두경부암, 악성 뇌종양, 피부 흑색종, 재발성 암 등에 우수한 효과
뇌종양 및 두경부암 환자 대상 내년 상반기 임상시험 진행 계획, 향후 다양한 암 적응증 확대
붕소 중성자포획치료(BNCT)의 치료 원리(사진=다원메닥스)
붕소 중성자포획치료(BNCT)의 치료 원리(사진=다원메닥스)

[바이오타임즈] ‘꿈의 암 치료 기술’, '제5의 암 치료법'이라 불리는 붕소 중성자포획치료(Boron Neutron Capture Therapy, 이하 BNCT) 시스템을 ㈜다원메닥스(대표 유무영)가 국내 최초로 개발, 세포 및 동물효력시험서 종양 억제 효과를 확인했다.

붕소 중성자포획치료(BNCT)란 암 환자에게 중성자와 잘 반응해 방사선을 발생시키는 붕소 약물(BPA)을 주입하고, 의료용 가속기에서 발생한 중성자를 쏴 정상세포의 손상을 최소화하면서 암세포만을 선택적으로 파괴하는 암 치료 기술을 말한다.
 

다원메닥스 본사 및 연구소(사진=다원메닥스)
다원메닥스 본사 및 연구소(사진=다원메닥스)

◇붕소 약물 주입 후 중성자 쏴 선택적으로 암세포 사멸, 단 1~2회 치료

붕소 화합물은 화학적 특성으로 인해 항암 치료 등에 쓰이는 물질이다. 붕소는 중성자와 만나면 반경 9㎚로 폭발이 일어나는데, 이 반경은 세포 내의 DNA 결합을 끊을 수 있는 반경이다. 붕소가 정상세포에 흡수되는 양과 암세포에 흡수되는 양이 보통 1대 4~1대 10으로, 붕소를 흡수한 암 발병 부위에 중성자 빔을 쏘면 1대 4~1대 10 비율로 암세포가 죽게 된다.

BNCT 치료는 이 원리를 이용해 붕소 약물을 환자에게 주입한 후 낮은 에너지의 중성자를 쬐게 하면 세포 단위의 초소형 핵반응이 발생해 암세포가 사멸된다. 양성자 치료를 비롯해 기존 방사선 치료는 15회~30회 치료해야 하지만, BNCT 치료는 단 1회 치료함으로써 환자의 고통을 최소화해준다. 또한 X선, 양성자 치료법보다 정상조직의 피폭 위험성이 낮고, 병원 내 300평 내외의 작은 공간 활용만으로 설치 가능한 것으로 알려져 있다.

다원메닥스는 BNCT 치료 효과에 관해 지난 2019년 유럽 종양학회에서 발표한 바 있다. 수술이 불가능한 재발성 두경부암 환자를 대상으로 BNCT 1회 치료를 한 결과 △무진행 진행율(PFS) 70.6% △전체 생존율(OS) 94.7%라는 획기적인 치료 효과를 내는 것으로 분석됐다.

이 치료 방법은 암세포와 결합하는 붕소 화합물에 의해 결정되기 때문에 치료의 범위에 대해 특별한 제한은 없으나, 특히 두경부암과 같이 외과적 수술이 어려운 부위나 현재 의료기술로는 치료가 어려운 악성 뇌종양, 피부 흑색종, 재발성 암 등에 우수한 효과를 나타내는 것으로 보고됐다.

물론 방사선 치료의 특성상, 일시적으로 피로감이 증가하거나 구강 부위를 치료받을 경우, 경계 부위에서의 염증으로 인한 통증이 유발될 수 있으나 치료 효과 대비 부작용은 상대적으로 적다고 알려져 있다.
 

(사진=다원메닥스)
다원메닥스는 Balb/c 누드마우스의 왼쪽 대퇴부 피하에 U87MG를 이식한 이종 이식모델(Xenograft Model)을 대상으로 대조군과 BNCT군의 종양 부피를 측정하여 종양 억제 효과를 평가한 동물효력시험 결과, 대조군보다 BNCT군에서 높은 종양 억제 효과를 입증했다(사진=다원메닥스)

◇다원메닥스, 국내 최초 ‘붕소 중성자포획치료’ 시스템 개발...세포 및 동물효력시험서 종양 억제 효과 확인

다원메닥스는 산업통상자원부 산업기술 혁신사업 과제로 ‘암 치료용 가속기 기반 붕소 중성자포획 시술이 1시간 이내에 가능한 시스템’을 개발해왔다.

다원메닥스의 설명으로는 붕소 중성자 포획 치료는 치료원리의 혁신성으로 차세대 암 치료법으로 주목을 받았으나, 의료용 가속기에서 중성자를 조사할 수 있는 기술력이 필요하고 막대한 개발비가 소요되어 민간기업에서 개발하기 어려운 사업이었다.

BNCT는 치료용 중성자 조사 장치, 붕소 의약품 및 치료계획시스템(TPS)이 적용된 융복합치료 기술이다. 따라서 치료 시스템에는 200평 규모의 중성자 가속·조사기, 붕소 약물, 치료 소프트웨어 3가지가 필요하다.

다원메닥스는 산업통상자원부가 지원하는 ‘바이오 의료기기 산업 핵심 기술 개발사업’을 통해 5년 만에 국내 최초로 붕소 중성자 포획치료 시스템을 제작하는 결실을 보게 됐다.

회사는 인천 송도의 BNCT센터에 국내 최초로 장비를 제작 설치했으며, 2020년 식약처로부터 기술에 대한 혁신성을 인정받아 국내 2번째로 혁신 의료기기로 지정받은 바 있다.

앞서 다원메닥스는 교모세포종 세포주인 U87MG와 두경부암 세포주인 SAS 및 FaDu 대상으로 세포 사멸률을 확인하는 세포 효력시험에서 붕소 의약품을 처리한 후 중성자를 조사한 BNCT군에서 높은 세포 사멸 효과를 확인했다.

회사는 이 세포 효력시험 결과를 토대로 진행한 Balb/c 누드마우스의 왼쪽 대퇴부 피하에 U87MG를 이식한 이종 이식모델(Xenograft Model)을 대상으로 대조군과 BNCT군의 종양 부피를 측정하여 종양 억제 효과를 평가한 동물효력시험 결과, 대조군보다 BNCT군에서 높은 종양 억제 효과를 입증했다.

뇌종양은 뇌와 그 주변 구조물에 발생하는 모든 종양을 말하며 특히, 뇌종양 중 교모세포종은 뇌의 교세포에서 발생한 종양으로 다른 종양과는 다르게 세포와 조직 사이사이에 촘촘히 뻗어 있어 성장 속도와 전이 속도가 매우 빠르다. 이에 기존 치료법으로 치료가 어려운 가장 고난도 암으로 꼽힌다.

다원메닥스 유무영 대표는 “2021년 11월 말 임상시험계획서(IND)를 제출하고 2022년 상반기에 임상시험을 진행할 예정이며, 이번 세포 및 동물시험에서 확인된 높은 세포 사멸률과 종양 억제효과를 통해 향후 뇌종양 및 두경부암 환자를 대상으로 한 임상시험의 성공 가능성을 더욱 기대할 수 있게 됐으며, 향후 다양한 암 적응증 확대를 진행할 계획이다”라고 밝혔다.

한편 코스닥 상장기업 ㈜다원시스의 자회사 다원메닥스는 내년 3월 기업공개를 추진한다. 차세대 암치료기술인 붕소 중성자포획치료기술을 바탕으로 올해 기술성 평가를 진행한 후 연말에 예비 심사를 청구하고 내년 코스닥에 입성한다는 계획이다.

 

[바이오타임즈=김수진 기자] sjkimcap@biotimes.co.kr



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