몸에 퍼진 '전이성 암', 개복 없이 진단한다

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(왼쪽부터_ 김철홍 포스텍 전자전기공학과·IT융합공학과·기계공학과·융합대학원 교수, 김지웅 IT융합공학과 통합과정생, 김원종 화학과 교수, 이지혜 화학과 통합과정생, 최성욱 인공지능연구원 박사후연구원. 포스텍 제공.

암이 발생한 위치에서 다른 부위로 퍼지는 ‘전이성 암’은 위치 파악이 어려워 전신을 검사하거나 개복 수술을 해야 한다. 국내 연구팀이 개복 없이 전이성 암을 분석할 수 있는 기술을 개발했다. 

포스텍은 김철홍 전자전기공학과·IT융합공학과·기계공학과·융합대학원 교수, 김지웅 IT융합공학과 통합과정생, 김원종 화학과 교수, 이지혜 화학과 통합과정생, 최성욱 인공지능연구원 박사후연구원 연구팀이 고해상도 촬영 기술로 원발성·전이성 종양의 성장과 변화 과정을 빠르고 정확하게 모니터링하는 데 성공했다고 10일 밝혔다. 
  
연구팀은 3차원 다중매개변수 광음향 컴퓨터 단층 촬영(PACT) 기술을 이용해 원발성 또는 전이성 종양세포가 있는 동물모델을 촬영했다. PACT는 분자가 빛을 흡수하는 특성을 이용해 레이저 파장을 조절하고 선택적으로 정보를 촬영하는 기술이다. 

컴퓨터단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI), 양전자방출단층영상(PET) 등 기존 촬영 기술은 특정한 정보만 제공하지만 PACT는 세포나 분자의 구조적·기능적 정보를 동시에 제공해 종합적인 진단과 분석이 가능하다.

연구팀은 PACT를 이용해 종양세포를 접종한 동물모델에서 헤모글로빈 농도 감소, 혈관 밀도와 비틀림 증가 등 암을 둘러싼 미세 구조 변화를 380마이크로미터(μm, 100만분의 1미터)의 고해상도로 촬영하는 데 성공했다. 

근적외선 범위의 빛을 흡수하는 특수한 염료를 사용해 종양의 성장과 발달을 시각화하는 데도 성공했다. 특히 해부학적 위치를 정확히 파악하기 어려웠던 전이성 암 분석에 성공하면서 PACT가 무작위적인 종양 전이 분석에 매우 유용하다는 점을 입증했다.

김철홍 교수는 “종양을 둘러싼 미세환경과 그 이질성을 분석하면 종양의 발생과 진행, 전이를 종합적으로 이해할 수 있을 것”이라며 “전임상·임상 단계의 암 조기 진단 및 치료 모니터링에 도움이 되기를 바란다”고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘ACS 나노’에 게재됐다.

[문세영 기자 moon09@donga.com]