김동연 교수, 표아영 박사, 강승지 교수, 민정준 교수(왼쪽부터). (사진=경상국립대 제공)

경상국립대학교 약학대학 김동연 교수는 한국원자력연구원 첨단방사선연구소 표아영 박사, 전남대학교 의과대학 강승지(감염내과), 민정준(핵의학교실) 교수와 공동 연구를 통해 '침습성 진균 감염증을 선택적으로 진단할 수 있는 새로운 분자영상 기술'을 개발해 보고했다.

개발한 기술은 불소 방사성동위원소(18F)를 소비톨(sorbitol)에 표지한 2-deoxy-2-[18F]fluorosorbitol ([18F]FDS)을 사용해 아스페르길루스 곰팡이균을 선택적으로 진단할 수 있는 기술이다.

특히, 이 기술에 사용되는 진단 장비인 양전자단층촬영(Positron emission tomography, PET)은 분자 수준의 질병을 진단할 수 있는 첨단 영상장비로서 현재 임상에서 활발히 사용되고 있다.

아스페르길루스증은 항암치료 환자, 장기이식 환자, 만성 폐질환 환자, 코로나 바이러스 감염자 등 면역결핍환자에게 높은 치사율을 보이는 치명적인 질병이기 때문에 이를 짧은 시간에 선택적으로 진단하는 것은 매우 중요한 일이다.

하지만 현재까지는 감염된 조직으로부터 곰팡이균을 배양해 진단하는 방법에 의존하고 있지만 면역결핍환자에 대해서는 이 방법을 사용할 수 없는 경우가 많고, 결과가 나오는 데 시간이 오래 걸려 치료 시기를 놓치는 경우가 많았다. 따라서 새로운 방사성의약품을 이용한 아스페르길루스증의 조기진단 기술은 현재의 침습성 진균감염 진단의 의료기술 공백을 해결할 가능성이 높다.

연구팀은 소동물 아스페르길루스증 감염모델을 제작하고, [18F]FDS을 정맥 주사해 침습성 진균 감염증에 대한 진단 가능성을 평가했다.

새롭게 개발한 분자영상기술은 기존 진단방법의 문제점인 오랜 진단 시간과 낮은 진단 감도를 동시에 극복했다. 특히, [18F]FDS는 소동물의 근육, 폐, 뇌에 있는 아스페르길루스증을 높은 감도로 진단했으며, 폐에서는 폐암과 포도상구균 감염을 구분해 진단했다.

이 기술은 방사성의약품을 개발하는 씨앤큐어에 기술이전했으며, 식품의약품안전처로부터 임상 1상 시험의 승인을 받아 임상시험을 목전에 두고 있다. 또한 이 분자영상 연구의 결과는 그 우수성을 인정받아 네이처 자매지인 '네이처 커뮤니케이션스'(피인용지수: 14.919) 온라인판에 게재됐다.

김동연 교수는 "테라노스틱스 방사성의약품 개발은 질병의 조기진단과 표적치료를 동시에 할 수 있는 새로운 연구의 한 분야로서 화학, 약학, 의학, 생물학 등 여러 분야의 협업을 통해 현재의 의료적 난제를 해결할 수 있는 미래 전망이 밝은 연구분야이다"고 강조하고 "지역균형 발전을 위해서도 이러한 융합연구가 가능한 제반시설을 구축하는 것이 중요하다"고 말했다.