바이오인

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상세내용

연구 개요

1. 연구배경

 ㅇ 두경부암은 전 세계적으로 7번째로 많이 발생하는 암으로 매해 60만명의 환자가 발병하고 있으며, 절제수술을 시행한 후 항암화학요법과 방사선치료로 치료한다.

 ㅇ 두경부암의 발병 위치는 해부학적으로 복잡하여 치료와 수술이 까다롭고, 절제술이 불가능한 경우, 다양한 병용치료에도 5년 생존율이 낮은 편이다. 이에 두경부암에 대한 생존율 증진을 위해 수술 외 항암화학요법, 방사선치료 등 다양한 치료를 시행한 임상연구가 진행되었으나 생존율 향상을 보여주지 못하고 있다. 

 ㅇ 두경부암 환자의 90% 이상이 표피성장인자수용체(epidermal growth factor receptor, EGFR)를 발현하기 때문에 이에 대한 항체의약품인 세툭시맙(cetuximab)을 이용한 치료가 유용하나, 내성 유발에 의한 치료효과의 한계를 보이는 단점이 있다.

 ㅇ 방사성동위원소를 이용한 표적 치료인 방사면역치료제는 항체의 표적능과 방사성동위원소의 세포 살상능이 결합되어 더욱 더 효과적으로 종양을 치료하는 새로운 대안 방법으로 여겨지고 있다.

2. 연구내용

 ㅇ 두경부암에서 과 발현하는 것으로 알려진 표피성장인자수용체 (EGFR, epidermal growth factor receptor)를 두경부암 특이 항원으로 선정하여 표피성장인자수용체에 특이적인 항체의약품(cetuximab, 세툭시맙)에 구리-64(Cu-64)와 루테튬-177(Lu-177)의 표지가 가능하도록 하는 컨버전스 방사성의약품을 개발하였다.

 ㅇ 연구팀은 두경부암 세포주 중 세툭시맙 저항성을 확인하고, 이를 이식한 동물 모델을 대상으로 방사성동위원소 구리-64를 붙인 세툭시맙 주사 후 면역 양전자방출단층촬영(면역 PET)을 이용하여 암의 크기와 위치를 영상화할 수 있었으며,  영상 분석을 통하여 정량적으로 암의 종양 특이 표적 분자를 평가할 수 있었다.

 ㅇ 또한 동일한 항체접합체에 루테튬-177을 표지하여 세툭시맙 저항성 두경부암 모델에서 방사면역치료를 통해 두경부암의 성장감소 효과를 입증하였다.

3. 기대효과

 ㅇ 본 연구에서 개발한 두경부암 표적 면역 양전자방출단층촬영(면역 PET) 영상제 및 방사면역치료제의 기능을 컨버전스 형태로 수행하는 컨버전스 방사성의약품으로 향후 다양한 종양 표적 신규 항체에 적용하여 새로운 영상 진단제 및 치료제 개발 활성화에 기여할 것으로 기대한다.

 ㅇ 추가적인 연구를 통해 두경부암 표적 면역 양전자방출단층촬영(면역 PET) 영상제 및 방사면역치료제로서의 안정성과 유용성을 검증하여 임상 적용 시, 두경부암 환자에 대한 환자맞춤형 치료를 통해 표적치료에 대한 효과를 극대화할 수 있을 것으로 기대한다.

연구 이야기

□ 연구를 시작한 계기나 배경은?

항체의약품을 이용한 새로운 바이오방사성의약품의 하나로 방사면역치료제의 유용성에 대하여 본원에서는 지속적으로 연구해 오고 있었으며, 그 중에서 표피세포성장인자 수용체(Epidermal Growth factor receptor, EGFR)에 대한 항체 치료로 널리 사용되는 세툭시맙의 치료효과가 표적항암제 저항성에 대한 문제로 치료효과가 매우 낮다는 데 착안하여 방사면역치료제의 유용성을 평가할 수 있는 좋은 모델이라고 판단하고 본 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 치료용 방사성동위원소인 루테튬-177(Lu-177)을 표지하여 세툭시맙에 저항성을 가지는 두경부암 모델에서 방사면역치료제의 효과를 확인하였다.

□ 연구 전개 과정에 대한 소개 

두경부암에서 과 발현하는 것으로 알려진 표피성장인자수용체 (EGFR, epidermal growth factor receptor)를 두경부암 특이 항원으로 선정하여 표피성장인자수용체에 특이적인 항체의약품(cetuximab, 세툭시맙)에 구리-64(Cu-64)와 루테튬-177(Lu-177)의 표지가 가능하도록 하는 컨버전스 방사성의약품을 개발하였다.연구팀은 두경부암 세포주 중 세툭시맙 저항성을 확인하고, 이를 이식한 동물 모델을 대상으로 방사성동위원소 구리-64를 붙인 세툭시맙 주사 후 면역 양전자방출단층촬영(면역 PET)을 이용하여 암의 크기와 위치를 영상화할 수 있었으며,  영상 분석을 통하여 정량적으로 암의 종양 특이 표적 분자를 평가할 수 있었다. 또한 동일한 항체접합체에 루테튬-177을 표지하여 세툭시맙 저항성 두경부암 모델에서 방사면역치료를 통해 두경부암의 성장감소 효과를 입증하였다.

□ 연구하면서 어려웠던 점이나 장애요소가 있었다면 무엇인지? 어떻게 극복(해결)하였는지?

본 연구에서 면역-PET이라고 하는 기술과 방사면역치료제 기술이 사용되는데 두 기술에서 방사성동위원소에 대한 표지기술이 가장 기본적이면서 중요한 기술에 해당한다. 표지에 사용되는 다양한 조건에 대한  검토 및 분석으로 통하여 임상적용 가능한 수준까지의 표지 기술을 확보함으로서 단순히 동물 실험용 수준이 아닌 임상에까지 적용 가능한 표지기술을 확립하는데 많은 시간과 노력이 소요되었다. 또한 진단용 PET 방사성동위원소를 이용하여 세툭시맙에 표지함으로서 표적 대상이 되는 종양에 대한 정량적이고 비침습적인 영상정보를 획득할 수 있는 면역-PET 영상제에 사용되는 구리-64(Cu-64) 방사성동위원소는 방사선기술개발사업으로부터 지속적인 지원의 성과로서 본원의 싸이클로트론에서 생산되었다. 

□ 이번 성과, 무엇이 다른가? 

전세계적으로 기존의 많은 방사면역치료는 혈액암 중심으로 이루어지고 두경부암과 같은 고형암에 있어서의 성과가 미비했었다.  본다양한 항체의약품과 항체 유도체와 펩타이드 등을 이용한 영상제 및 치료제의 개발이 수행되고 있으며, 본 연구에서는 두경부암의 표적 치료제중 하나인 세툭시맙에 저항성을 가지는 두경부암 모델에서 방사면역치료제의 유용성을 확인한 것으로 다양한 표적 약물 치료제에 대한 저항성을 치료용 방사성동위원소를 이용한 방사면역치료제가 극복할 수 있음을 증명한 한 사례라 하겠다. 다양한 항체의약품을 이용하여 기존 항암치료제에 불응하는 난치성 종양에 대한 새로운 대안적 치료방법으로서 방사면역치료제의 유용성을 검증하는 추가적인 연구를 수행할 예정이다.

□ 꼭 이루고 싶은 목표와 향후 연구계획은?

종양은 다양한 원인에 의하여 발생되는 난치성 질환으로 다양한 표적치료제가 개발되고 있으며 또한 표적치료제에 대한 저항성도 지속적으로 보고되고 있어 새로운 대안적인 치료제가 필요한 상황이다. 본 연구에서 개발된 방사면역치료제 기술은 난치성종양에 대한 새로운 대안적 치료제중의 하나로 사용될 수 있을것으로 기대되는 기술이다. 본 연구에 사용된 방사면역치료제 기술에 대한 지속적인 연구와 임상적용 가능을 높힐 수 있는 연구를 진행하여 난치성 종양에 대한 효과적인 치료방법중의 하나로 자리잡을 수 있는 기반 기술이 되길 바래본다. 

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