암의 분자 수준의 특성과 변화를 영상으로 진단, 암 환자의 치료에 활용할 수 있는 영상 진단 원천 기술을 국내 과학자들이 세계 최초로 개발했다.

또 이 기술은 치매나 파킨슨병과 같은 신경질환을 증상 이전이나 초기 단계에서 진단할 수 있어 조기진단의 길이 열릴 전망이다.

인하대 화학과 지대윤 교수가 이끄는 바이오벤처기업인 (주)퓨쳐켐과 울산의대 서울아산병원 핵의학과 문대혁·오승준 교수팀은 지난 5년간 공동 연구를 통해 양성자 용매를 이용해 다양한 PET 분자영상진단용 의약품을 제조할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다고 21일 밝혔다.

연구팀은 최근 독일의 다국적 제약기업인 바이엘쉐링파마에 기술이전 계약을 체결하고 임상적용 및 신약개발을 위한 임상, 제조기술 연구를 공동으로 진행할 계획이다.

문대혁 교수는 “암, 파킨슨병, 치매 등 난치성 질환을 초기에 진단하고, 치료제를 선택하거나, 치료효과를 평가할 수 있는 분자영상 진단의 핵심 원천 기술이 개발됨에 따라 세계 처음으로 상용화를 앞두게 됐다”고 강조했다.

분자영상기술은 세포 내에서 발생하는 분자, 유전자 수준의 변화를 영상화하는 기술이며, 세상을 바꿀 수 있는 10대 첨단 기술의 하나로 인식되면서 2000년대 이후 전세계 과학자들이 연구중인 분야다.

분자영상기술은 종양의 세포 증식 정도, 산소 분압, 수용체 등 종양세포 내의 변화를 측정할 수 있어 암의 근본적인 변화를 조직 검사와 같이 접근 할 수 있으며, 치매나 파킨슨병의 분자 수준의 원인을 영상화 할 수 있다.

그러나 이미 개발됐거나 개발중인 치매, 파킨슨병, 암 등의 분자영상진단 의약품은 임상시험을 통해 효능이 입증되거나 일선 병원에서 진단용으로 사용되기 어려웠다.

하지만 이번에 양성자 용매를 이용한 분자영상진단용 의약품 제조 기술은 양전자단층촬영술(PET)로 영상화할 수 있음을 입증, 이러한 단점을 극복했다는 게 핵심 기술이다.

이와 함께 이번에 개발한 신기술은 기존 유기화학 교과서의 개념을 뒤집는 것으로 이전에 사용이 불가능한 것으로 알려졌던 양성자 용매 하에서 친핵성 치환반응을 진행시켜 기존 제조기술 대비 5～50배 향상된 수율로 PET 검사용 방사성 의약품을 생산할 수 있게 한 기술이다.

PET 검사용 의약품은 사용 반감기가 매우 짧아 일정 수율 이상을 생산해야만 실제로 대량 생산이 필요한 임상 검사에 적용할 수 있다.

수율이란 어떤 화학적 과정을 가해 원하는 물질을 얻을 때 실제로 얻어진 분량과 이론상으로 기대했던 분량을 백분율로 나타낸 비율이다.

암이나 신경질환 등의 진단을 위한 첨단 영상 진단 방법으로 알려져 있는 PET검사는 현재 인체의 포도당 대사를 평가하는 FDG(Fluorodeoxyglucose)라는 영상용 의약품이 거의 대부분 사용되고 있다.

이는 다른 분자 영상 진단 의약품을 제조하는 좋은 기술이 없기 때문이다.

지대윤 교수는 “이번 양성자 용매를 이용한 PET 검사용 분자영상 의약품 제조기술은 많은 종류의 진단 의약품 생산에 적용할 수 있는 획기적인 원천 기술로서 그동안 생산이 어려워서 실용화되지 않았거나 새로 개발하는 진단 의약품에 모두 적용 가능해 분자영상을 통한 진단법의 대중화 시대를 열었다”고 강조했다.

문대혁 교수는 “이번 원천 기술 개발로 향후 치매, 파킨슨병의 조기 진단과 암의 치료 평가는 물론 세계 각국에서 진행되고 있는 각종 치료 신약의 효능을 판정할 수 있는 도구로 사용 가능해 신약개발의 시간과 비용을 절약하고, 각종 임상시험에 적용할 수 있을 것”이라고 내다봤다.

이번 연구결과는 세계적인 학술지인 미국화학회지와 유럽핵의학분자영상학회지 등에 게재됐으며, 현재 3건의 국내 특허가 출원 및 등록됐다. 이와 함께 다른 나라에도 국제특허 등록절차를 밝고 있는 중이다.

(주)퓨쳐켐과 서울아산병원 핵의학과 공동 연구팀은 이 기술을 과학기술부에서 지원하는 실시간분자영상기술사업, 보건복지부에서 지원하는 혁신형 암 연구중심병원 사업에 적용해 앞으로 영상기술의 개발과 전임상연구 등을 진행할 예정이다.

앞으로 치매의 분자영상 진단시약이 개발되면 전 세계 시장 규모는 연간 10조원에 달할 것으로 예측되며, 고령화 사회로 접어들면서 원천 기술 보유에 따른 부가가치는 지속적으로 상승하게 될 것으로 기대된다.