암에 대해 알아보자(2) - 방사선 요법 등 각종 치료법, 원인

정밀 제어로 방사선을 암조직에 집중해 비춘다

방사선 요법이란 암의 병소를 겨냥해 X선 등의 방사선을 비추는 치료법을 말한다. 강한 방사선을 쬔 세포에서는 DNA가 절단되기 때문에 세포는 죽음에 이른다. 이 작용은 암세포뿐 아니라 정상 세포에서도 일어나기 때문에 가능한 방사선을 암조직에만 쏘아야한다. 그렇지 않으면 구토, 설상 등의 부작용이 일어난다. 그래서 개발된 기술이 '강도 변조 방사선 치료(IMRT)'이다. IMRT는 X선을 3차원적으로 이동, 회전시켜 여러방향에서 비춤으로써 암조직에 X선을 집중시키는 방법이며 정상적인 조직의 손상을 크게 낮출 수 있다. 그러나 병소의 형태대로 비추는 것만으로는 부작용을 줄일 수 없다. 장기는 호흡이나 소화활동에 의해 끊임없이 움직이기 때문이다. 그래서 현재 '영상 유도 방사선치료(IGRT)'라는 새로운 기술도 꾸준히 보급된다. 이것은 CT나 MRI를 이용해 방사선을 비추기 직전이나 비추는 중에 환자의 장기 위치를 파악함으로써 병소에만 정확히 방사선을 비추는 기술이다. 이에 따라 부작용을 더욱 억제할 수 있다.

 

세포 안에서 핵분열 반응을 일으킨다

현재 양성자선 치료나 중입자선 등 X선 이외의 방사선을 사용하는 치료법도 개발되고 있다. 여기서는 하나의 예로 '붕소 중성자 포착요법'을 소개한다. 이 요법에서는 먼저 점적(주삿바늘에 의한 약물주입)에 의해 붕소 화합물을 몸속에 투여한다. 이 붕소 화합물은 필수 아미노산인 '페닐알라닌'붕소를 부가한 구조이며, 세포분열을 무질서하게 하는 암세포에 많이 먹힌다. 그 후 암의 병소에 중성자선을 비춘다. 중성자선 자체의 에너지느 낮기때문에 정상 세포에는 거의 영향이 없다. 그러나 중성자선이 붕소원자와 충돌하면 '핵분열 반응'이 일어나 암세포가 파괴된다. 그리고 이 반응으로 발생하는 알파선 등의 방사선이 날아가는 거리는 세포1개의 지름보다 짧기 때문에 주변의 정상 세포까지 손상을 주지 않는다. 이 방법을 사용함으로써 암세포와 정상 세포가 뒤섞여 있는 사례에서도 부작용을 줄일 수 있다.

 

정밀의료로 부작용이 적은 치료실현

지금 암치료는 '정밀의료'에 의해 크게 바뀌려하고 있다. 정밀의료란 환자개인의 유전자 정보를 바탕으로 각각의 환자에게 투여하는 약품의 종류를 결정하는 방식이다. 지금까지 암치료는 '장기별'로 이루어져 왔다. 폐암이라면 폐암 약을, 대장암이라면 대장암 약을 투여하는 식이었다. 그러나 같은 폐암이라도 사람마다 증상의 원인이 다양해서 약이 잘듣는가 하면 심한 부작용을 보이는 사람도 많았다. 따라서 이러한 치료법의 실현으로 환자들에게 부작용이 없거나 덜한 치료와 함께 높은 치료효과를 제공할 수 있다.

 

인공지능을 이용해 환자의 유전자 변이에 맞는 치료법 실시

위에서 언급한 정밀의료부분에 있어 AI를 도입한 사례를 설명하려한다. 일본기준으로 현재 10만엔 정도면 자신의 게놈을 해독할 수 있게 되었다. 이렇게 입수한 게놈 정보를 바탕으로 암을 일으키는 원인이 되는 유전자를 찾아낼 수 있다면 치료에 도움이 될것이다. 그러나 암의 원인이 되는 유전자를 특정하기란 쉽지않다. 정상세포와 암세포의 게놈을 비교하면 100만개 이상 배열의 차이가 발견되는 경우도 있다고 한다. 과연 어느 유전자변이가 암을 일으킬까?

어느 배열의 차이가 주용한 변이인지를 알아내기 위해 인공지능이 활용되고 있다. 일본 도쿄대 의과학연구소는 IBM의 왓슨을 활용함으로써 암 치료에 도움을 얻으려 하고있다. 왓슨은 논문을 2000만건 이상, 약의 특허정보를 1500만건 이상, 나아가 치료경험 정보 등 여러가지 정보를 축적하고 있다. 이들 정보를 바탕으로 암의 증상이 나타나는 원인이 되는 주요 유전자 변이르 특정해 개개인에게 맞는 최적의 치료법을 제시한다. 2016년 7월에 의사를 통해서는 진단되지 않았던 급성 백혈병을 찾아냈다는 보도도 있었다. 즉 이들 암치료에서는 특정 장기별로 항암제가 선택되는 것이 아니라 유전자 변이별로 최적의 약이 선택되는 것이다. 이것이 '정밀의료'이다.

 

T세포가 암세포를 둘러싸 공격하고 있다.

면역반응을 도와 암세포를 공격하는 약품의 등장

지금까지 살펴본 것처럼 암치료는 나날이 진보하고 있다. '화학요법'분야에서도 2000년 이후 만성 골수셩 백혈병에 대해 '이마티닙', 유방암에 대해서는 '라스투주맵' 등 각각의 암세포만 가지고 있는 단백질을 공격하는 '분자 표적약'이 차례로 등장함으로써, 정밀 의료를 통해 환자 각 개인에 맞춘 약을 투여 할 수 있는 시대가 왔다. 나아가 2014년에는 면역 계통의 '브레이크'를 떼어내는 암세포를 공격하는 전혀 새로운 작용 메커니즘을 가진 '니볼루맵'이라는 획기적인 면역 치료약이 등장해 악성 흑색종이나 폐암등을 대상으로 사용하게 되었다. 이들 치료법을 통해 암의 완치에 성공하거나 재발을 막을 수 있는 환자가 늘어나고 있지만 아직도 많은 사람이 암으로 사망한다. 암으로 사망하는 사람은 원인별로 최상위권을 차지하며, 그 수는 계속 늘어나고 있다. 그래서 중요해 지는 것이 암의 조기 발견과 예방법이다.

 

암을 일으키는 다양한 원인

암이란 어떤 질병일까? 한마디로, 우리 몸을 구성하는 세포가 주변 세포와의 협조를 끊고 자기 멋대로 행동하는 질병이다. 암세포는 무질서 하게 분열을 반복하며 증식해 정상 세포를 희생시키면서 우리 장기를 손상시킨다. 암세포가 이처럼 자기 멋대로 증식하는 것은 세포가 지니고 있는 DNA에 이상이 생겼기 때문이다. 담배나 식물 등에 포함된 화학물질이나 자외선, 바이러스 등이 DNA에 손상을 가해 DNA배열이 변한것이다. 그러면 세포는 DNA로부터 적절한 정보를 끌어낼 수 없게된다. 만일 DNA에 변이가 생긴 부분이 세포분열을 하는데 필요한 정보를 지닌 부분이었다면, 세포는 적절한 순간에 질서있게 분열할 수 없게된다. 그리고 무질서하게 분열해 증식하는 암세포로 변해버린다. 

암발생의 커다란 원인 가운데 하나가 노화이다. 오래 살수록 DNA의 변이가 축적된다. 고령화 사회에서 암 환자가 늘어나는 현상은 어떤 의미에서 피할 수 없는 숙명이다.