August 19,2019

3D로 췌장암 진단 가능해진다

세계 최초 암세포 입체영상 분석 성공

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췌장암은 침묵의 암살자로 불릴 만큼 무서운 암이다.

때문에 조기 진단이 매우 중요한데 초기에 암이 어떻게 발생되는지 정확한 생성 과정이 밝혀지지 않아 어려움을 겪어왔다.

그러나 최근 첨단 장비가 등장하면서 이 문제가 해결되고 있다. 1일 ‘사이언스 데일리’는 영국 프랜시스크릭연구소(Francis Crick Institute) 연구팀이 췌장암의 초기 생성과정을 3D 영상으로 촬영하는데 성공했다고 보도했다.

조기진단이 힘들었던 췌장암 초기 생성과정을 3D로 촬영할 수 있는 장비가 개발되면서 암 조기진단에  ⓒNational Cancer Institute

조기진단이 힘들었던 췌장암 초기 생성과정을 3D로 촬영할 수 있는 장비가 개발되면서 암 조기진단에 청신호가 켜지고 있다. ⓒNational Cancer Institute

췌장암 생성 과정 입체영상으로 분석 

췌장암이란 췌장에 생긴 암세포로 이루어진 종괴덩이다. 췌장암의 90% 이상은 췌관의 샘세포에 암이 생긴 선암(腺癌)이라고 보면 된다.

췌장암 초기 발달 과정은 그동안 의료계가 풀지 못한 미스테리 중의 하나였다. 환경적 요인과 유전적 요인이 복합적으로 작용해 암이 발생한다고 여겨졌지만 추정에 불과했다.

이 문제를 해결하기 위해 프랜시스크릭연구소 연구팀은 세포조직을 3D 입체영상으로 재현할 수 있는 새로운 장비를 투입했다. 그리고 췌장암 세포가 어떻게 생성돼 성장하는지 면밀하게 관찰할 수 있었다.

연구팀은 이 장비를 이용해 세포 생체조직에서 다양한 정보를 수집할 수 있을 뿐만 아니라, 췌장암이 발생할 경우 치료 방식을 개선해 나갈 수 있다고 밝혔다.

이 장비는 유럽연구회(ERC), 영국 암연구소(Cancer Research UK), 영국 의료연구위원회(M RCl), 그리고 국제자선재단인 웰콤 트러스트(Wellcome Trust) 공동 지원으로 프린시스크릭연구소에서 개발한 것이다.

관련 연구논문은 과학학술지 ‘네이처’ 30일자에 게재됐다. 논문 제목은 ‘Tissue curvature and apicobasal mechanical tension imbalance instruct cancer morphogenesis’이다.

췌장(pancreas)은 위의 뒷부분 후복막에 위치한 15cm 길이의 장기로 소화에 관련된 효소를 분비해서 우리가 섭취한 음식물을 소화시킨다. 또한 인슐린이라는 호르몬을 분비하기 때문에 기능이 저하될 경우 당뇨병이 발생할 수 있다.

이렇게 중요한 장기지만 췌장암을 조기에 발견할 수 있는 검사방법이 개발돼 있지 않다. 가족력이 있는 사람, 당뇨병이나 만성 췌장염 환자, 흡연자 등 췌장암 발생 위험도가 높은 사람들을 대상으로 초음파 내시경 검사를 하고 있는 정도다.

췌장암이 발생하는 부위는 다른 소화기관으로 이어지는 연결 부위다. 이전까지 연구진은 이 부위에서 암 세포를 채취해 이차원(2D) 장비로 분석해왔다.

그러나 설명하기 힘들 정도로 다양하고 기이한 모습을 지닌 이 췌장암 세포의 발생기전을 분석하기에는 역부족이었다.

논문의 공동저자인 프란시스크릭연구소의 헨드릭 메살(Hendrik Messal) 박사는 “췌장암 생체조직을 보다 더 정밀하게 분석하기 위해 지난 6년간 새로운 장비를 개발해왔으며, 마침내 3D 입체 영상으로 암 세포를 분석할 수 있는 장비를 개발했다”고 말했다.

폐암, 간암 등 다른 암에도 적용 가능 

과거 2D 영상을 통해 췌장암이 장의 굵기에 따라 그 크기가 결정된다는 사실을 확인한 바 있다. 거기까지였다.

메살 박사는 “그러나 이번 3D 영상을 통해 췌장암 발생 초기 두 가지 형태로 암이 성장한다는 사실을 밝혀냈다”고 말했다.

한편으로는 내부로 내장성(內長性endophytic) 성장을 하면서 췌장 내 다른 구조 안으로 증식하고 있으며, 다른 한편으로는 외장성(外長性, exophytic) 성장을 하면서 그 영역을 외부로 확대해 나가고 있었다.

연구진은 또 췌장암의 크기가 20 마이트로미터(㎛, 100만분의 1m)보다 작을 수 있지만 15분의1 mm까지 커질 수 있다는 사실을 확인했다.

연구소에서 개발한 3D 영상장비에는 빅데이터를 소화할 수 있는 컴퓨터 분석 장비와 함께 첨단 영상장비가 대거 투입됐다.

논문 공동저자인 생물물리학자 실바누스 알트(Silvanus Alt) 박사는 “이 장비를 활용할 경우 환자 개개인의 췌장암 조직에 대한 구조도를 파악할 수 있어 암세포 형상을 정밀하게 분석 평가하는 일이 가능해진다”고 설명했다.

장비 개발에 참여한 액셀 베린스(Axel Behrens) 박사는 “이번 3D 영상장비 개발이 향후 암 진단에 매우 중요한 역할을 하게 될 것”이라고 말했다.

아울러 베린스 박사는 “향후 췌장암뿐만 아니라 다른 암에 있어서도 발생기전을 생물물리학적으로 이해할 수 있게 됐으며, 이 같은 정보 취득 과정을 통해 초기 암뿐만 아니라 말기 암까지 새로운 치료방식을 개발할 수 있는 길이 열렸다”고 말했다.

연구팀은 현재 이 장비를 다른 장기에 적용해 암을 조기 발견할 수 있는 방안을 찾고 있다. 특히 폐암과 간암 조기진단을 향상시킬 수 있는 방법을 모색하고 있는 중이다.

기욤 살브룩스(Guillaume Salbreux) 박사는 “췌장암을 분석하는 과정에서 하나의 결함이 있는 세포가 암 세포로 발전해나가는 과정을 발견했다”며, “이 기법을 다른 암 진단에 적용할 경우 매우 빠르고 신속하게 암 조기진단을 해낼 수 있을 것”이라고 말했다.

우리나라에서 췌장암은 비교적 드물게 발생하는 암으로 알려져 왔으나, 최근  생활방식이 서구화되면서 환자 또한 꾸준히 증가하고 있다.

최근 수년 간 발생 현황을 보면 인구 10만명당 남성은 9.8명, 여성은 8명으로 선진국 수준인 10명 이상에 근접해가고 있다. 암 발생 순위 8위, 사망률 5위를 차지하고 있다. 다른 암과 마찬가지로 연령이 높을수록 발생 빈도가 높아지는데, 60~70대 환자에서 주로 많이 발생하고 있다.

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