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형광조영제 흡입 통한 폐암 탐색 기법 개발

형광조영제 소량 사용으로 부작용 최소화, 탐색 정확성 높여 폐암 최소 절제 기여 실마리

간기능 검사나 혈관 조영술에 쓰이는 형광물질을 정상 폐조직에서 폐암 부위를 구분하는 데 사용할 수 있는 실마리가 나왔습니다. 김현구 교수(고려대학교 구로병원)와 박지호 교수(KAIST 바이오 및 뇌공학과) 연구팀이 폐암 병변을 정확하게 탐색해 수술 시 절제 범위를 최소화할 수 있는 형광조영제 흡입을 통한 폐암 탐색 기법을 개발했다는 소식입니다!

형광조영제, 인도시아닌 그린을 정맥주입할 경우 암 조직에 축적되는 경향이 보고되면서, 이를 토대로 한 폐암 탐색 기법이 개발된 바 있지만 형광조영제를 과량 사용해야 하고 몸 전체에 분포되기에 전신적인 부작용 우려가 있을 수 있습니다.  또한 암 조직에 축적되기까지 하루 가량을 기다려야 하는 불편함도 있었습니다.

*인도시아닌 그린(ICG)

정맥주입 시 혈류를 따라 몸 전체에 분포됨으로 혈관 조영이 가능한 안저혈관 조영과, 정맥주입 후 주로 간세포에 흡수되고 장내 순환 없이 담즙으로 배설되므로 간기능 검사용으로 FDA 승인을 받은 형광조영제

이에 연구팀은 인도시아닌 그린을 혈관을 통해 투여하는 대신 흡입하는 방식으로 보다 효율적으로 폐에 도달하도록 했습니다. 폐포 구조가 파괴된 폐암에는 인도시아닌 그린이 도달되지 않는 반면 정상 폐포에만 인도시아닌 그린이 도달되는 것을 확인했습니다. 마치 야간 비행 시 지상에서 볼 수 있는 도심과 임야의 경계처럼 형광을 띠는 정상 부위와 달리 어두운 폐암 조직의 경계면을 뚜렷이 확인할 수 있는 셈입니다.

형광조영제 처리방식(정맥주입 또는 흡입)에 따른 폐암 탐색효율 비교

형광조영제 ICG 처리 후 1시간부터 24시간까지 경과를 분석한 결과, 형광조영제를 흡입하는 방식이(노란색 그래프) 정맥주입 방법(청록색 그래프)에 비하여 폐암 경계면 탐색 효율이 현저하게 높았다.

실제 연구팀은 생쥐와 토끼에 흡입기를 통해 인도시아닌 그린을 흡입토록 한 결과, 정맥 투여 시 보다 2배(정상 폐와 폐암에서의 형광 강도 차이) 더 정확하게 경계면을 확인할 수 있었습니다. 동물모델뿐만 아니라 사람의 폐암 조직의 경계면을 형광 현미경으로 관찰함으로써 흡입 방식의 탐색 효율을 확인했습니다.

형광조영제에 의한 폐암 경계면 탐색 원리

흡입된 형광조영제 ICG는 흡입 후 정상 폐포에 위치한 대식세포에 분포되지만, 폐암 부위에서는 암세포에 의하여 폐포 구조가 파괴되어 ICG의 분포가 현저하게 줄어들었다. 때문에 형광신호가 폐암을 제외한 정상조직에 분포되는‘negative image' 특징을 이용하여 수술 중 폐암 환자의 폐암 경계면을 쉽게 탐색할 수 있다.

흡입방식으로 변경하면 폐에 대한 선택성을 높임으로써 인도시아닌 그린의 사용량을 20배가량 줄일 수 있는데다 다른 장기에 영향을 최소화할 수 있다는 설명입니다. 혈관을 타고 전신으로 이동하는 것이 아니라 상대적으로 폐에 집중하여 이동하기 때문입니다. 또 흡입 후 10분 경과한 후부터 폐암 병변을 확인(24시간까지)할 수 있다는 것도 수술 편의성을 높일 수 있는 장점이 될 수 있습니다.

폐암 경계면을 보다 정밀하게 탐색할 수 있는 실마리가 될 수 있어 실제 폐암 절제 수술 적용 시 정상조직 절제를 최소화함으로써 합병증을 줄이는 데 도움이 될 것으로 기대되고 있습니다. 다만 실제 임상 적용을 위해서는 인도시아닌 그린을 흡입한 경우의 독성에 관한 후속 연구가 필요한 만큼, 연구진은 관련된 추가 연구를 진행할 계획입니다.

이번 연구는 교육부와 한국연구재단이 추진하는 기본연구지원사업으로 수행되었으며 미국의사협회가 발행하는 외과 분야 최상위 국제 학술지 JAMA Surgery에 6월 24일 게재되었습니다.

자료출처: 한국연구재단 https://www.nrf.re.kr/cms/board/subject/view?menu_no=95&page=&nts_no=139075&search_type=NTS_TITLE&search_keyword=&nts_type=

출처: https://blog.naver.com/basic_science/222045264444