고려대 구로병원-하버드의대, '이중 형광영상을 활용한 폐암 정밀 수술법' 개발

(좌측부터) 고려대 구로병원 심장혈관흉부외과 김현구 교수, 하바드 의대 최학수 교수. 고려대 구로병원 제공

고려대학교 구로병원 심장혈관흉부외과 김현구 교수 연구팀은 미국 하버드 의대 최학수 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 '이중 형광영상을 활용한 폐암 정밀 수술법'을 처음으로 개발했다고 16일 밝혔다.

최근 폐암 수술은 암 조직은 확실히 절제하면서도 정상 조직을 최대한 보존해 환자의 삶의 질을 향상시킬 수 있는 방향으로 발전하고 있다.

최근 미국, 일본에서 대규모 임상연구를 통해 발표된 결과에 따르면 2cm 이하 초기 폐암의 경우 제한적 절제술인 폐구역 절제술은 폐엽 절제술과 비교해 비슷한 5년 생존율을 보이면서도 보다 많은 정상 폐조직 보존이 가능하다.

그러나 폐구역절제술을 시행함에 있어서 폐암과 폐구역 경계면을 동시에 정밀하게 구분하는 것이 필요하지만 현재로서는 이에 대한 연구가 미흡한 상황이다.

이에 연구팀은 두 가지 근적외선 형광조영제 (800nm파장의 cRGD-ZW800-PEG, 700nm파장의 ZW700-1C)를 개발하고 수술 중에 폐암과 폐구역 경계면을 이중 형광영상으로 동시에 영상화해 탐색할 수 있는 기법을 개발하고, 중형동물 폐암 모델과 대형동물 모델에서 해당 기법의 폐암 정밀 탐색과 폐구역 경계면 탐색 효능을 평가했다.

(위) 중형동물 폐암모델에서 폐암과 폐구역 경제면을 이중 형광영상을 이용하여 탐색 (아래) '이중 형광영상을 활용한 폐암 정밀 수술법' 적용 예시. 고려대 구로병원 제공

그 결과 전임상연구(중형동물 폐암 모델과 대형동물 모델)에서 암 표적 형광조영제(cRGD-ZW800-PEG)와 암주변 혈류분포를 확인할 수 있는 조영제(ZW700-1C와 ZW800-PEG)의 주입을 통해 폐암과 폐구역 경계면을 동시에 정확하게 30분까지 정확히 탐색할 수 있었다.

이를 통해 연구팀이 개발한 형광조영제와 기법을 활용해 폐암과 폐구역 경계면을 최장 30분까지 정확하게 탐색이 가능함을 확인함으로써 수술 중 효용성이 높음을 확인했다.

이와 함께 두 형광조영제는 물리화학적으로 안정적이며 정맥주입 후 4시간 내에 85% 이상이 신장을 통해 체외로 배출되는 특징을 가지고 있어, 체내 안정성이 뛰어난 형광조영제임을 전임상연구를 통해 증명했다.

이번 연구결과는 SCIE급 국제외과학회지(International Journal of Surgery) 1월호에 게재됐다.

논문 교신저자인 김현구 교수는 "그동안 정밀 암 수술에 있어 폐암과 폐구역 경계면을 동시에 탐색하기 어려운 부분을 체내 안전성이 확보된 암 표적 형광조영제(cRGD-ZW800-PEG)와 ZW700-1C를 투여해 폐암과 더불어 폐구역 경계면을 이중 형광영상으로 동시에 탐색 가능토록 함으로써 영상유도 암 수술의 새로운 패러다임을 열어줄 것"이라고 강조했다.

그러며 "이 논문은 고려대학교 구로병원과 하버드 의과대학의 5년에 걸친 지속적인 연구결과물이다. 추후 연구중심병원연구를 통해 암표적 형광조영제의 임상적용에 초점을 두고 노력하겠다"고 전했다.

최학수 교수는 "개발된 형광조영제와 이중 형광영상 기술을 향후 폐암뿐만 아니라 다른 암에도 적용해 암 부위만 정밀하게 절제함으로써 불필요한 정상조직의 절제를 최소화하고 환자의 삶의 질을 향상시키는 시대가 올 것"이라고 연구 의의를 강조했다.

한편, 김 교수는 이번 논문으로 생물학연구정보센터(BRIC)가 선정하는 '한국을 빛내는 사람들'에 선정됐다. '한국을 빛내는 사람들'은 생명과학 분야 우수한 연구성과 공유 및 연구 교류확대를 위해 피인용 지수가 10 이상인 학술지나 그룹별로 상위 3%에 속하는 세계적인 학술지에 게재된 논문과 저자를 소개한다.