악성 뇌종양 치료에 '주사도, 수술도 아닌 코 흡입'이라는 새로운 접근법이 등장했다. 국내 연구진이 항암제를 나노입자에 결합한 뒤 코를 통해 투여하고, 외부 자기장으로 뇌종양 부위까지 유도하는 기술을 개발했다. 이 기술을 동물실험에 적용한 결과 생존기간이 최대 2.7배까지 연장됐다.
가톨릭대학교 서울성모병원 신경외과 양승호 교수와 포스텍 IT융합공학과 박성민 교수, 화학과 김원종 교수 공동연구팀은 교모세포종 치료를 위한 비침습적 약물 전달 플랫폼을 개발해 국제학술지 ‘Drug Delivery and Translational Research(약물 전달 및 중개의학 연구)에 발표했다고 밝혔다.
교모세포종은 성인에서 가장 흔한 원발성 악성 뇌종양으로 전체 중추신경계 악성종양의 약 65%를 차지한다. 국내에서도 매년 약 1000명의 환자가 발생한다. 수술과 방사선치료, 항암치료를 모두 시행해도 평균 생존기간은 약 15개월에 불과하며 10년 생존율은 5% 수준에 머무르는 난치암이다.
연구진이 주목한 문제는 뇌를 보호하는 혈액-뇌 장벽(BBB)이다. 대부분의 항암제는 이 장벽을 충분히 통과하지 못해 치료 효과가 제한된다. 현재 표준 치료제인 테모졸로마이드(TMZ) 역시 경구 복용 후 실제 뇌종양에 도달하는 약물량이 제한적이고, 전신 면역억제 등 부작용 우려가 있다.
연구팀은 이를 해결하기 위해 뇌와 직접 연결된 후각신경 경로를 활용했다. 코 안 점막에서 뇌로 이어지는 자연 통로를 이용해 약물을 직접 전달하는 전략이다. 연구진은 테모졸로마이드를 초상자성 산화철 나노입자(SPION)에 결합한 'TMZ-SPION 복합체'를 개발했다. 이 복합체를 코를 통해 투여한 뒤 경두개자기자극(TMS)을 적용해 자성을 띤 나노입자가 종양 부위로 집중되도록 설계했다.
실험 결과는 기대 이상이었다. 교모세포종 이식 마우스를 대상으로 90일 동안 추적 관찰한 결과, 치료를 받지 않은 대조군의 중앙 생존기간은 27일이었다. 반면 TMZ-SPION 복합체만 투여한 군은 51일, 복합체 투여 후 경두개자기자극을 적용한 군은 72일까지 생존했다. 대조군 대비 각각 약 1.9배, 2.7배로 생존기간이 연장된 것이다.
연구진은 기존 경구 표준 용량의 약 18분의 1 수준인 5.6% 용량만 사용했음에도 의미 있는 치료 효과를 확인했다는 점에 주목했다. 뇌 조직 내 약물 농도를 분석한 결과에서도 경두개자기자극을 적용한 군이 그렇지 않은 군보다 훨씬 높은 약물 농도를 유지한 것으로 나타났다. 자기장이 실제로 나노입자의 이동을 유도해 종양 부위 약물 전달 효율을 높였음을 보여주는 결과다.
양승호 교수는 "비강 투여와 경두개자기자극을 결합한 방식은 혈액-뇌 장벽을 효과적으로 우회하면서도 전신 면역억제 같은 부작용을 줄일 수 있는 가능성을 보여줬다"며 "교모세포종을 장기적으로 관리 가능한 질환으로 전환하는 데 기여할 수 있기를 기대한다"고 말했다.
이번 연구는 아직 동물실험 단계라는 한계가 있다. 실제 환자 치료에 적용되기 위해서는 안전성과 효과를 검증하는 추가 연구와 임상시험이 필요하다. 다만 연구진은 이번 플랫폼이 교모세포종에만 국한되지 않을 것으로 보고 있다. 현재 중추신경계 림프종 등 뇌 투과가 어려운 항암제를 대상으로 후속 연구를 진행 중이다. 향후 "관심 있는 뇌 치료제+나노입자+자기장+비강 투여"라는 새로운 약물 전달 플랫폼으로 발전할 가능성이 있다는 평가다.
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