기타 심장 및 순환기계 질환 - 죽상경화증 영상

핵의학 정리 2020. 6. 30. 10:03

죽상경화증 영상

→ 심근경색 환자에서는 원인 혈관에서 유의한 협착이 발견되지 않는 경우가 상당수 있으며, 치명적 합병증이 발생한 환자에서 죽상경화증에 의한 협심증 증상이 선행되지 않는 경우도 있다. 따라서 심근경색을 일으키는 위험요소가 되는 '파열취약성' 경화반의 개념이 제시되고 있으며, 파열취약성 죽상경화반은 안정적 경화반과 구분이 필요하며, 죽상경화증 영상에서 주된 표적이 된다.

 

 죽상경화반의 형성, 진행, 파열에 이르는 전 과정에서 염증은 매우 중요한 역할을 하며 이에 따라 파열취약성 경화반을 표적으로 하는 분자영상법은 대부분 염증을 표적으로 하고 있다. FDG PET이 가장 활발하게 시도되고 있으며 현재 많은 임상 연구가 진행되고 있다.

 

 

1. FDG PET을 이용한 죽상경화증 영상

 죽상경화증에서 FDG PET은 파열취약성 경화반을 표적으로 하므로, 예후 평가 및 치료 효과 평가에서 유용하며, 그에 따라 치료 대상 선정에 이용할 수 있다. 이를 위해서는 FDG 섭취와 염증의 활성도 및 예후와의 상관관계가 입증되어야 한다.

 

 또한 FDG 섭취는 비만, 고혈압, 흡연, 경동맥 내막 비후, 기타 혈중 염증지표와 같이 치명적인 죽상경화 질환의 다른 위험요인과 높은 관련이 있음이 알려져 있다. CT에서 관찰되는 동맥의 칼슘 침착은 염증의 활성도와 상관없이 주요 혈관질환의 위험인자로 잘 알려져 있으며, 기전 상 칼슘 침착은 염증의 진행 이후에 나타나는 현상이기 때문에 파열취약성 경화반의 간접적 증거로 볼 수 있다. 이와 관련해 FDG PET은 CT 상 보이는 칼슘침착과 일치하지 않으며 예후 인자로서 가치가 더 높다고 보고된 바 있다. MRI와 비교하였을 때, 죽상경화반에서 괴사성 지방질이 보일 때 FDG 섭취가 증가한다고 보고되었다.

 

 이러한 연구결과를 바탕으로 현재 죽상경화반의 염증 활성도를 평가하는 수단으로 FDG PET을 이용하고 있다. 죽상경화증 치료 약제의 치료 효과를 FDG PET으로 평가하는 것이 대표적인 예이며, 항산화제, 스타틴 계열의 약물들이 죽상경화반의 FDG 섭취를 경감시키는 것이 보고된 바 있다.

 

 

2. [18F]fluoride를 이용한 죽상경화증 영상

[18F]fluoride는 활동성인 미세석회화 병변에서 섭취가 증가함을 보이는데, 이러한 미세석회화는 죽상경화반의 초기에서 관찰되는 현상이다.

 

죽종에서 석회화는 biphasic 반응을 보인다. 초기에 관찰되는 미세석회화는 통상적인 해부학적 영상에서 관찰되지 않지만 경화반의 취약성과 관련이 있다. 후기에 관찰되는 석회화는 CT에서 관찰되며, coronary calcium scoring 등으로 평가된다. 미세석회화는 크기가 5 mm 이하로 크기가 작으며, 석회화의 초기 단계에서 발생하며, 염증과 동반된 경우가 많고, 결정의 표면적이 넓으며, 파열의 위험성을 가지고 있다.

 

[18F]fluoride는 뼈에 대한 친화도가 높은 방사성동위원소로 뼈스캔에 이용되고 있다.

혈관의 [18F]fluoride 섭취에 대한 연구에서 밝혀지지 않은 부분이 많지만 석회화가 일어나는 다른 부위와 마찬가지로 죽상경화반에서도 [18F]fluoride의 섭취가 관찰된다. 반면 임상적으로 안정적이며 CT에서 높은 석회화를 보이는 죽상경화반에서 [18F]fluoride의 섭취는 잘 관찰되지 않는다.

[18F]fluoride PET은 섭취의 특이도가 높으며, 배경섭취가 적고, 임상에 이미 이용되고 있어 접근성이 높다는 점에서 향후 취약성 죽상경화반 영상으로 이용이 증가할 전망이다.

 

관상동맥에 발생하는 죽상경화반의 평가에서 [18F]fluoride PET은 CT와 차이를 보인다. Coronary calcium score 1,000 이상인 환자의 41%에서 [18F]fluoride 섭취가 관찰되지 않은 보고가 있으며, 이는 [18F]fluoride가 대사적으로 활성화되어 있는 초기 석회화와 관련이 있음을 시사한다.

FDG와 달리 심근의 섭취가 관찰되지 않아 영상 획득에 장점이 있으나, 주변 뼈에 높은 섭취를 보임을 영상 판독에서 주의하여야 한다. 

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대사표적치료 2. 131I-MIBG 치료

핵의학 정리 2020. 6. 19. 13:31

2. 131I-MIBG치료

 

1) 서론

131I-MIBG는 부신수질과형성(adrenal medullary hyperplasia)과 갈색세포종에 사용되고 CT 소견이나 증상이 없는 환자의 경우에도 잘 집적된다. 부신수질암, 갈색세포종, 신경아세포종, 갑상선수질암 등에서 치료효과를 보고한 예들이 있으며 기타 신경분비 과립이 있는 종양과 칼시노이드에 대해서도 유용할 것이다.

갈색세포종에서 131I-MIBG 스캔의 진단적 예민도는 87%, 특이도는 99%로 보고되고 있다. 전체 갈색세포종 중 10%가 악성 종양이며, 기존의 화학요법이나 방사선치료로 거의 효과를 보지 못하여, 131I-MIBG를 다량 사용하여 치료한다.

신경아세포종은 진단 시 1/3 이상이 다발성으로 전이되어 있다. 131I-MIBG는 신경아세포종에서도 잘 집적된다. 특히 카테콜아민을 분비하는 신경아세포종에서는 96%의 예민도를 보이고, 카테콜아민을 분비하지 않는 종양에서도 90%의 진단적 특이도를 보인다.

 

2) 방법

 

 

3) 치료성적

 

 

1) 서론

 

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대사표적치료 1. 뼈전이

핵의학 정리 2020. 6. 18. 16:33

1. 뼈전이의 방사성의약품 치료

1) 서론

→ 전립선암이나 유방암, 폐암 등에서 뼈에 전이가 잘되며 이들 환자에서 골전이에 의한 심한 동통이 임상적으로 문제가 된다. 골전이와 관련된 통증은 암환자의 사망률을 높이고 삶의 질을 저해하는 흔한 임상적 문제 중 하나이다.

→ 스트론튬(strontiu : Sr)은 뼈전이 부위에 선택적으로 섭취되며, 골전이 통증의 치료에 89Sr가 치료용 핵종으로 사용된다. 이외에서 32P, 186Re, 153Sm 등이 시도되고 있다.

→ 골전이에서 방사성동위원소 치료 목적은 ① 통증의 경감, ② 마약성 진통제 사용량 감소, ③ 보행(ambulation)의 증가이다. 

이상적인 골전이 치료용 방사성의약품은 ① 표적대중요장기 섭취비가 높아야 하며, ② 베타선만을 방출하거나, 소량의 감마선을 방출하여 뼈사진상 분포를 알 수 있으나, 감마선에 의한 전신피폭이 거의 없어야 한다. 오제 전자나 알파입자 방출 핵종은 투과력이 낮아 불리하다. ③ 생물학적 반감기보다 물리학적 반감기가 길어야 한다. 지수함수적으로 감소하는 저선량의 연속조사에 의한 방사선생물학은 잘 알려져 있지 않으나, 외부조사모델에 의한 예측보다는 작은 선량이 이용되고 있다. ④ 투여하기 쉽고, 구하기 쉬우며 값이 싸야 한다. 

→ 골전이 환자의 방사성의약품 치료 적응증

골전이가 있는 암 환자
뼈스캔 양성 소견(X-ray 소견과 상관없음)
뼈 통증
 - 이전 방사선 조사 부위의 통증 재발
 - 다발성 통증
 - 급발성 통증
 - 방사선 치료가 필요할 정도의 통증이 한 곳 이상일 때
 - 마약성 진통제가 필요한 통증이 한 곳 이상일 때
 - 방사선 치료 부위 이외의 통증은 없으나 뼈스캔에서 다발성 이상 소견
기타 가능성을 고려해야 할 경우
 - 무통성이거나 또는 진통제 필요성이 적지만 뼈스캔에서 다발서 이상 소견

→ 골전이 환자의 방사성의약품 치료 금기증

 - 혈소판 < 100,000 (상대적 금기)
 - 혈소판 < 60,000 (절대적 금기)
 - 백혈구 < 2.5x10^6/L
 - 혈구수가 빠르게 감소할 때
 - 파종성 혈관 내 응고장애 (DIC)
 - 병적골절이 우려될 때 (급성 증상 치료 후 재검토)
 - 척수 압박이 우려될 때 (급성 증상 치료 후 재검토)
 - 기대 수명이 2개월 미만
 - 이전에 골수억제성 화학치료를 받은 경우
 - 연부조직 전이 존재 시

척수의 압박이나 병적골절의 위험이 있으면 뼈친화성 방사성의약품 치료는 금기이며, 외부방사선조사 등의 조치를 의뢰하여야 한다. 하나뿐인 뼈전이 통증은 외부조사에 의한 치료가 타당하다.

→ 치료효과 판정은 ① 일일 사용 진통제 양의 감소 정도, ② 거동능력의 변화(KPS), ③ 수면시간, ④ 환자의 통증에 대한 자가 평가, ⑤ 주간 통증 및 진통제 양 지표를 정기적으로 평가한다.

 

2) 방사성의약품

2013년 호르몬에 반응하지 않는 뼈전이 전립선암 환자에서 알파방출핵종인 223Ra을 이용하여 치료할 경우 유의하게 생존율이 향상되는 것이 3상 임상실험에서 밝혀졌다.

→ 현재 임상적으로 널리 이용되고 있는 세 가지 방사성의약품들 89Sr, 153Sm-EDTMP, 186Re-HEDP의 효능을 뒷받침할 좋은 데이터가 있으며, 223Ra을 이용하여 통증 완화와 생존율 향상을 가져온 데이터가 발표되어 임상에서 널리 활용되고 있다.

 

(1) 32P

32P는 물리적 반감기 14.3일의 최대에너지 1.71 MeV의 순수 베타선 방출핵종

(2) 89Sr

최대 에너지 1.46 MeV의 베타선만을 방출하는 핵종으로 50.5일의 반감기가 장기간의 치료효과 유지에 적합하다.

→ 전립선암 환자의 89Sr 치료에서 방사선증감제(radiosensitizer)로써 저용량 cisplatin 주입으로 전체 통증 반응은 기존의 문헌 결과들과 비슷했으나, 반응의 질적인 면이 증진된 결과를 보였고, 유의하게 나타나는 부차적인 독성은 없었다.

(3) 153Sm-EDTMP

→ 1.95일의 반감기로 최대에너지 0.8 MeV의 베타선과 103 keV의 감마선을 방출한다. 89Sr에 비하여 반감기가 짧아(50일 vs 46.3시간) 많은 양을 주사할 수 있어 dose-rate를 높일 수 있다.

(4) 186Re-HEDP

→ 원자로 생산된 186Re은 3.8일의 반감기로 최대에너지 1.07 MeV 베타선과 137 keV 감마선을 방출

89Sr이나 153Sm-EDTMP에 비하여 통증 경감이 빠르나, 지속시간도 짧다(5~7주.

발생기 추출 188Re은 0.7일의 반감기로 최대에너지 2.12 MeV의 베타선과 155 keV의 감마선을 방출한다. 베타선의 에너지가 큰 점과 반감기가 짧은 점이 불리하다.

(5) 117Sn(4+) DTPA

(6) 223Ra

→ 223Ra은 11.4일의 반감기를 가지고 있으며 고에너지 알파입자를 방출하여 치료에 사용된다.

→ 223Ra의 표적장기는 뼈이고, 적색골수, 간, 내장 순으로 체내 분포량이 많다.

→ 2013년 호르몬에 반응하지 않는 뼈전이 전립선암 환자 921명을 대상으로 알파방출핵종인 223Ra을 이용하여 치료할 경우 유의하게 생존율이 향상되는 것이 3상 임상 시험에서 밝혀졌다. 이 임상시험에서는 50 kBq/kg의 용량으로 4주에 한 번씩 총 6회의 223Ra 정맥주사를 실시하였다. 치료군에서 생존 중앙값이 14개월로 대조군(11.2개월)보다 향상된 생존율을 나타냈다. 223Ra이 뼈전이 병소에 선택적으로 섭취되어 골수 억제 등의 부작용은 대조군보다도 낮게 보고되어 뼈전이에서 효과적인 치료가 가능할 것으로 기대된다. 

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갑상선병의 핵의학 치료 2. 갑상선암

핵의학 정리 2020. 6. 18. 13:19

2. 갑상선암

 

1) 서론

방사성요오드 투여는 분화갑상선암에서 수술 후 잔류 갑상선 조직을 제거하거나, 잔류종양의 존재 가능성이 의심될 때, 혹은 잔류종양이 확인된 경우 치료의 목적으로 이용된다.

→ 방사성요오드 치료는 분화갑상선암 환자의 재발률을 감소시키고, 생존율을 증가시키는 것으로 확인되어 임상에서 유용하게 이용되고 있으나, 요오드를 축적하는 분화갑상선암이 지닌 생물학적 특성에 기반함으로, 요오드 축적능이 없는 미분화갑상선암이나 갑상선수질암에서는 방사성요오드 치료가 시행되지 않는다.

갑상선수질암은 소마토스타틴수용체가 발현되므로 치료용 방사성핵종표지 소마토스타틴 유사체가 치료에 이용될 수 있으며, MIBG도 축적되므로 치료용 방사성핵종표지 MIBG도 치료로 이용된다.

 

2) 분화갑상선암의 방사성요오드 치료의 생물학적 원리

→ 갑상선소포세포에서 유래하는 분화갑상선암은 정상 갑상선소포보다는 발현정도가 낮으나, 요오드를 축적하는데 필요한 NIS 단백질이 발현되어 있다는 생물학적 특성에 기반한다.

 

3) 수술 후 방사성요오드 투여의 목적 및 대상

방사성요오드를 투여하는 목적은 ① 남아있는 정상 갑상선 조직을 완전히 제거(remnant ablation)하여 분화갑상선암의 재발을 평가하는 혈청갑상선글로불린검사와 방사성요오드전신스캔의 검사 특이도를 높이고, ② 재발의 위험성이 상당히 있거나 확진되지 않았으나 종양병소가 잔류하고 있을 가능성이 높은 환자에서 보조치료(adjuvant therapy)로 시행되고, ③ 잔류 종양으로 확인된 병소를 치료(therpay)하기 위함이다.

방사성요오드 치료는 병리 및 임상소견이 구조적 재발의 중간위험군 및 고위험군인 경우에 주로 권고된다. 원발병소가 크고 갑상선이 외부로 침범이 있거나 또는 혈관 및 림프관 침범이 있는 경우, 림프절 전이가 많고 병소가 크며 림프절 외부로 침범한 경우, 종양에 BRAF 또는 TERT 유전자의 변이가 동반된 경우에 재발의 빈도가 높은 것으로 알려져 있다.

 

4) 방사성요오드 투여 전처치

(1) 갑상선자극호르몬 증가

→ 잔류 갑상선 조직과 갑상선암 조직 모두 TSH 자극에 의해 요오드 축적이 증가되므로 혈청 TSH를 30 mIU/L 이상으로 높인 상태에서 방사성요오드 투여를 권고하고 있다.

수술 후 갑상선호르몬을 먼저 투여한 경우에 T4 투여 시에는 3~4주 이상, T3 투여 시에는 2주 이상 중단하면 대부분 환자에서 뇌하수체가 내인성 TSH 분비를 증가시켜 방사성요오드 치료에 충분한 혈청 TSH 수치에 도달하게 된다. 갑상선호르몬 중 T3가 빨리 혈중에서 소실되기 때문에 T4를 투여 중인 경우엔 T3로 바꾸어 2~3주간 투여한 후 중지하고 2주 지나서 방사성요오드를 투여하는 방법도 많이 시행되고 있다.

→ 혈청 TSH 상승을 위한 갑상선호르몬 중단요법은 방사성요오드 치료효과를 높이나, 필연적으로 일시적인 갑상선저하증을 발생시킴으로 이에 따른 환자의 불편감이 발생하게 된다.

→ 감상선호르몬을 중단하는 방법을 대신하여 유전자 재조합 인간 TSH (recombinant human TSH)를 주사하는 방법이 있는데, 이는 갑상선저하증을 발생시키지 않고 혈청 TSH를 상승시킬 수 있어, 이전에 갑상선호르몬 중지 시 갑상선저하증 증상이 심하여 일상생활에 지장을 크게 주거나, 기저 질환 악화 가능성이 높은 환자에서 권고되고 있다.

 

(2) 저요오드 식이

방사성요옫 치료의 효과는 방사성요오드의 갑상선 잔류조직 및 갑상선종양 내 축적량에 의해 결정되므로, 체내의 요오드 풀(iodine pool)을 최소화시킴으로써 방사성요오드의 상대적 섭취를 증가시킬 수 있다.

 

5) 방사성요오드 투여방법과 투여량

→ 방사성요오드는 현재 일반적으로 캡슐 형태로 경구 투여되고 있으나, 캡슐 형태의 치료제를 삼키지 못하는 환자에서 용액 형태로 투여하기도 한다. 공복 상태에서 물과 함께 캡슐을 삼키게 하고 움직이도록 지시하는 것이 좋다. 이는 움직이지 않는 경우 방사성요오드 캡슐이 위벽 한곳에 장시간 머물게 될 수도 있어 해당 위벽의 흡수선량을 무시하지 못할 경우가 발생하기 때문이다.

→ 방사성요오드 투여량 결정은 임상 경험을 바탕으로 한 전문가 집단이 권고하는 고정용량 투여법이 가장 보편적으로 이용된다.

방사성요오드 투여 목적 방사성요오드 투여 용량
잔류갑상선조직  
  저위험군
  중간위험군, 고위험군
  30 mCi
  30~150 mCi
잔존 갑상선암  
  폐전이
  뼈전이
  100~200 mCi (*150)
  100~200 mCi

* 70세 이상 고령에서는 신기능이나 전신상태를 고려하여 감량투여를 고려할 수 있음. 또한 방사성요오드 투여 후 48시간째 전신방사성요오드 잔류량이 80 mCi 혹은 골수 흡수선량이 2 Gy 이하가 되도록 계산하여 방사성요오드 투여량을 정할 수 있음.

 

6) 방사성요오드의 치료의 효과

→ 방사성요오드 투여는 확진되지는 않았으나 남아 있는 갑상선암병소를 제거함으로써 재발빈도를 감소시키며, 수술 후 남아 있는 정상갑상선 조직을 완전히 제거하여 갑상선암의 재발을 평가하는 혈청갑상선글로불린 검사와 방사성요오드 전신스캔의 검사 특이도를 높임으로써 환자의 예후를 호전시킨다.

→ 과거에는 방사성요오드 투여량이 높을수록 재발의 위험이 더 낮다는 연구결과들이 발표되어, 저위험군에서도 잔류갑상선 조직 제거목적으로 100 mCi 정도의 높은 방사성요오드가 널리 투여되었다. 하지만 최근 연구결과에 의하면 30 mCi 정도의 낮은 용량으로도 비슷한 임상적 효과를 나타낸다고 알려져 부작용 빈도와 심각도가 낮은 저용량의 방사성요오드가 더 선호된다.

→ 저위험군 환자에서는 유전자재조합 인간 TSH 투여 후 저용량의 방사성요오드 투여가 갑상선호르몬 중지 후 고용량의 방사성요오드 투여와 비교하여 임상적 효과가 유사하나 부작용 발생빈도는 낮아 더 선호되는 치료법이다.

 

7) 전이성 갑상선암의 방사성요오드 치료의 효과

(1) 페전이

→ 분화갑상선의 폐전이 가운데 해부학적 영상에서 관찰되지 않을 정도의 2 mm 이하의 미세병변은 방사성요오드 치료효과가 매우 효과적이다. 방사성요오드 섭취가 높고 임상적으로 호전되면 6~12개월 간격으로 반복치료를 시행하게 되며 완전관해에 도달할 가능성이 가장 높은 원격전이이다. 방사성요오드 섭취가 있더라도 크기가 큰 분화갑상선암의 폐전이는 완전관해 가능성이 높지는 않다.

추가적인 방사성요오드 치료는 첫 치료 후 전이병소의 크기 감소 및 혈청 갑상선글로불린 감소 정도와 같은 임상적 효과를 바탕으로 결정하여야 한다.

→ 발생 빈도는 높지 않으나, 단일병소 폐전이는 이득과 손해를 고려하여 외과적 절제를 시도할 수 있으며, 방사성요오드 섭취가 명확하지 않는 폐전이는 방사성요오드 투여로 치료효과를 기대하기 어렵고 표적치료제를 투여할 수 있다.

 

8) 방사성요오드 치료의 부작용

 

9) 소아 분화갑상선암의 방사성요오드 치료

→ 방사성요오드 투여량은 경험적 고정용량 혹은 선량계산법을 이용할 수 있으며, 나이 고려하여 15세는 성인 용량의 5/6, 10세는 1/2, 5세는 1/3 정도를 권고하기도 한다.

 

10) 격리 및 배설물 처리

→ 방사성요오드 투여량이 30 mCi를 초과하면 법에 정해진 설비가 갖춰진 시설에서 방사성요오드 치료를 실시하게 되며 환자로부터 방출되는 방사능이 일정수치 이하로 될 때까지 환자의 격리가 필수적이다. 방사능요오드가 포함된 환자의 소변 및 대변은 특수 정화조를 설치하여 허용농도 이하가 되도록 한 후 환경으로 방류하게 된다.

→ 퇴원 후에 가족을 포함한 모든 인원으로부터 가까운 거리에서 장시간 함께 머무르는 것을 피하도록 권고하여야 한다. 특히 투여된 방사능요오드 투여량이 높거나 임산부 및 영유아와 접촉 가능한 경우 더욱 주의가 필요하다. 방사성요오드는 소변, 대변, 땀, 침, 눈물, 생리혈을 포함한 혈액 등 다양한 체액 및 분비물에 포함되어 있으므로, 환자 자신은 물론 주변인이 환자의 분비물로 인해 방사성요오드 오염과 이로 인한 방사선 피폭을 예방하도록 환자 스스로 주의하는 것이 중요하다. 

 

11) 방사성요오드와 태아

 

12) 방사성요오드 불응성 갑상선암

(1) 방사성요오드 불응성 갑상선암이란?

→ 갑상선소포세포에서 발생한 분화갑상선암은 요오드축적능을 가져 방사성요오드 치료에 반응하지만, 일부 분화갑상선암은 탈분화를 거치면서 방사성요오드 축적능을 잃어버리기도 한다.

방사성요오드 불응성 갑상선암에서 방사성요오드 치료는 권고되지 않는다.

(2) 재분화요법

방사성요오드 불응성 갑상선암이 잃어버린 요오드 섭취능을 회복시키면, 방사성요오드가 다시  치료 효과를 가질 수 있다.

탈분화 갑상선암의 재분화 목적으로 레티노산(retinoic acid)이 임상에 사용되었는데, 탈분화갑상선암 병소의 요오드 섭취능일 일부 개선하는 효과는 있었으나 임상적인 방사성요오드 치료 효과 증진은 미미하였다.

 

13) 갑상선수질암의 방사성핵종 치료

→ 갑상선수질암은 수술적 절제가 치료의 기본이 되고 있으나, 수술로 제거가 되지 않는 다발성 원격전이는 항암화학요법에도 잘 반응하지 않는다.

노르에피네프린 유사체인 MIBG가 갑상선수질암에 축적될 수 있으므로 131I-MIBG가 전신요법으로 시도된 바 있는데, 비록 일부 연구에서는 부분적 관해 및 종양성장억제가 관찰되었다고 보고되었으나, 매우 제한적인 효과에 머무르고 있어 일상적인 치료법으로는 권고되지 않는다.

→ 일부 갑상선수질암은 소마토스타틴 수용체가 발현되므로, 이를 표적으로 하는 [90Y-DOTA]-TOC 및 [177LU DOTA]-TATE와 같은 베타선방출 치료용 방사성의약품을 이용한 방사성핵종치료술이 임상시험 수준에서 시행되고 있으며, 갑상선수질암 혈액표지자인 칼시토닌 감소뿐만 아니라 생존율 연장과 같은 유효한 치료 성적을 나타내고 있다.

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갑상선병의 핵의학 치료 1. 갑상선항진증과 독성 갑상선결절

핵의학 정리 2020. 6. 16. 16:50

소디움요오드공동수용체(sodium iodide symporter, NIS)

요오드는 소디움요오드공동수용체(sodium iodide symporter, NIS)에 의해 세포내로 운반이 되며, 최근 NIS의 특성 규명과 NIS의 의학적 응용에 관한 연구가 활발하게 진행되어 왔다.

 NIS는 갑상선소포세포의 기저측막에 불균질하게 존재하는 당단백질이며 요오드를 세포내로 능동적으로 운반하는데 관여한다. 또한 과테크네슘산(technetium pertechnetate)과 같은 일가 음이온도 같은 기전으로 NIS에 의해 운반된다.

 NIS는 갑상선뿐 아니라 침샘, 위, 흉선, 유방, 눈물샘 등에서 발견된다.

 갑상선암세포의 NIS 발현은 암세포의 분화도와 반비례한다. 이는 방사성요오드 스캔 음성인 전이병변의 발견에는 Glut-1의 발현 병변을 찾을 수 있는 [18F]FDG PET이 유용하다는 보고와 일치하는 소견이다.

 

치료목적으로 131I(반감기=8.04일, 베타에너지 Emax=0.61 MeV)이 이용되는 이유

① 표적장기인 갑상선의 요오드 섭취율이 다른 장기에 비해 최대 4,000~5,000배로 높고, ② 투여된 요오드가 갑상선 조직에 균등하게 분포되고, ③ 베타선의 경로길이가 약 1~2 mm 이내로 치료효과가 갑상선에 국한되어 주위 조직에 미치는 영향이 작으며, ④ 갑상선에 섭취되지 않은 요오드는 대부분 신장을 통하여 소변으로 배설되고, ⑤ 붕괴산물이 인체에 해가 없는 제논(Xenon) 가스이기 때문이다. 

 

 방사성요오드 치료의 임상적인 주 적응증

① 갑상선항진증 및 독성 갑상선결절의 갑상선기능 조절, ② 비독성 갑상선종 크기 축소, ③ 갑상선암의 수술 후 치료

 

1. 갑상선항진증과 독성 갑상선결절(선종, 다결절갑상선종)

 대표적인 치료법은 방사성요오드, 항갑상선제, 수술이다. 치료법의 선택은 임상 소견, 의사의 선호도, 환자의 선택에 의해 달라진다.

 방사성요오드는 선택적으로 갑상선 소포세포에 섭취되고 베타선을 방출하여 DNA 손상과 세포괴사를 일으켜 소포세포를 파괴한다. 방사성요오드는 치료는 항갑상선제에 비해 효과는 늦게 나타나지만 안전하며 비교적 저렴한 치료법이다.

 

1) 방사성요오드 치료 적응증

→ 방사성요오드 치료의 적응증이 되는 질환은 그레이브스병, 독성 갑상선종, 독성 다결절갑상선종이다. 특히

① 중증도 이상의 증상을 가지고 있거나, ② 항갑상선제 투여에 반응이 없거나 재발한 경우, ③ 갑상선 수술 후 재발한 경우, ④ 심질환, 호흡기질환, 당뇨병 등과 같은 다른 질환이 동반된 경우, ⑤ 수술 위험도를 높이는 동반된 질병이 있는 경우, ⑥ 항갑상선제에 대한 과민반응, 부작용이 있는 경우, ⑦ 갑상선중독 저칼륨 주기마비, 폐동맥고혈압, 울혈심부전 환자 등은 적절한 치료 적응증이 된다.

 

일반적으로 방사성요오드 치료효과가 양호할 것으로 기대되는 대상은 

① 이전의 치료 경험이 없으며, ② 안구돌출이 없고 임상증상이 가볍고, ③ 갑상선종이 작고, ④ 131I 섭취율이 높고, ⑤ 긴 유효반감기를 가진 환자이다. 

 

→ 방사성요오드 치료의 금기

 임신, 수유, 동반된 갑상선암이 있거나 혹은 암이 의심되는 경우  치료에 따른 방사선안전수칙을 따를 수 없는 경우  4~6개월 내에 임신을 계획하는 경우이다.

임신 중에는 방사성요오드 치료를 하지 않아야 한다. 임신 초기에는 태아 전신 피폭이, 임신 10~12주 이후에는 태아의 갑상선이 형성되어 선천성 갑상선저하증이 초래된다. 방사성요오드 치료 후 적어도 6개월 정도의 간격을 두어 갑상선기능이 정상이 되어 추가 치료가 필요 없다는 것을 확인한 후에 임신을 하도록 권유해야 한다.

수유중인 여성에서는 모유를 통하여 대량의 요오드가 나오기 때문에 방사성요오드 치료를 하지 않는다. 유방의 방사선 피폭을 줄이기 위해 방사성요오드 치료 6주 전에는 수유를 중단하여야 하고 치료 후 다시 수유를 해서도 안 된다. 하지만 다음 임신으로 출산한 아기에게는 수유를 할 수 있다.

 

2) 방사성요오드 투여량의 결정과 치료시 고려할 사항

(1) 치료 시 고려사항

→ 방사성요오드 치료 전에 99mTc, 123I 등으로 갑상선 스캔을 시행하고 방사성요오드섭취율을 측정한다.

→ 노인이나 동반질병이 있어 방사성요오드 치료 후 기능항진의 악화 위험성이 큰 환자에서는 치료에 앞서 베타차단제나 항갑상선제를 투여하여, 방사성요오드 투여 후 갑상선호르몬이 혈액 내로 방출되어 일시적으로 증상이 악화되는 것을 막을 수 있다. 필요한 경우 입원시켜 방사성요오드 투여 후 경과를 관찰한다.

→ 치료전 항갑상선제 치료를 시행한 환자에서는 방사성요오드 투여 최소 3일 전에 항갑성선제를 끊어 요오드의 포획이나 유기화가 효과적으로 일어날 수 있게 하여야 한다.

→ 액체상태가 캡슐형 방사성요오드를 이용되는데, 각각 장단점이 있다.

(2) 투여량 결정

① 적은 양을 필요한 만큼 반복 투여하는 방법, ② 갑상선 제거를 목적으로 많은 양을 투여하는 방법, ③ 갑상선의 무게를 추정하여 투여하는 방법, ④ 정확한 방사선량을 측정하여 계산하여 투여하는 방법이 있다. 

→기타 참고사항

가. 젊은 환자나 경증 및 중증도의 갑상선항진증 또는 갑상선 크기가 작은 경우에는 갑상선의 흡수선량이 50~70 Gy가 되도록, 단위 g당 131I 집적은 55~74 uCi 정도로 투여한다.

나. 갑상선이 크거나, 중증환자에서는 갑상선의 흡수선량이 75~100 Gy가 되도록, 단위 g당 74~111 uCi을 투여한다.

다. 독성선종 환자에서는 10~20 mCi(370~740 MBq)의 고정용량이나, 갑상선의 흡수선량이 100~120 Gy (111~133 uCi/g)가 되도록 투여하고, 100 g 이상의 아주 큰 독성 다결절갑상선종에서는 180 Gy (200 uCi/g)가 되도록 투여하기도 한다.

라. 독성 다결절갑상선종 환자에서는 갑상선의 흡수선량이 100~120 Gy가 되도록 투여하며 주위조직의 방사선 갑상선염에 의한 부종을 줄이기 위하여 스테로이드를 투여할 수 있다.

마. 심장질환과 갑상선중독증을 함께 가진 환자의 치료 목표는 가능한 한 빨리 대사항진을 교정하는 것이며, 갑상선의 흡수선량이 100~180 Gy (111~200 uCi/g)가 되도록 131I을 투여하여 갑상선저하증으로 빨리 유도하는 것이 좋다. 심방세동이 갑상선중독증에 의한 경우 131I 투여로 갑상선저하증으로 유도하면 정상기능으로 치료한 경우보다 정상화되는 빈도가 더 높다. 심부전이 심하여 베타차단제를 사용할 수 없는 경우 먼저 항갑상선제를 2~8주 투여한다.

 

3) 방사성요오드 치료의 부작용

(1) 방사선 갑상선염(Radiation Thyroiditis)

→ 방사선에 의한 갑상선염은 대부분 투여 후 1~3일 내에 일어나고, 목 부위의 압통을 볼 수 있으나 수일이내 자연적으로 소실되므로 특별한 치료는 필요하지 않다.

(2) 갑상선중독증 악화(Exacerbation of Thyrotoxicosis) 및 갑상선독성발작(Thyrotoxic Storm)

→ 방사성요오드 치료 후 파괴되는 감상선소포로부터 유리되는 T4, T3에 의해 일시적인 갑상선중독증의 악화, 드물게 갑상선독성발작이 발생할 수 있다.

 갑상선독성발작의 가능성은 ① 고령, ② 심한 갑상선중독증, ③ 매우 큰 갑상선종, ④ 다결절갑상선종, ⑤ 감상선중독 관련 뇌질환 또는 심장질환, ⑥ 감염 등을 동반한 경우 등에서 증가한다. 따라서 심한 갑상선중독증, 고령의 환자, 심장질환이 있는 환자 등에서 항갑상선제로 전처치를 하는 것이 필요하다.

 갑상선독성발작을 예방하기 위해서는 ① 131I 치료 전에 감염 등의 동반 질환을 치료하고, ② 안정을 취하여 혈액 내의 갑상선호르몬을 감소시키며, ③ 고위험 환자는 입원시키고, ④ 갑상선호르몬의 급작스런 방출을 줄이기 위해 131I을 소량씩 분할 투여하며, ⑤ 2~8주간 항갑선제를 미리 투여하여 갑상선중독 증세를 완화시키고 저장된 갑상선호르몬량을 감소시킨다. 항갑상선제는 131I 투여 2~3일 전에 중지시켜야 한다. 131I 투여 3~7일 후부터 항갑상선제를 다시 복용시켜 갑상선호르몬 합성 억제 및 말초혈액 내에서 T4에서 T3로의 전환을 억제시켜 준다. 그 외 131I 투여 전후에 베타차단제의 투여로 임상증상을 호전시킬 수 있다. 

(3) 안구돌출

→ 눈병증이 심하지 않을 때는 방사성요오드 치료를 다른 치료법과 같이 고려할 수 있으나, 중증도 이상의 활성 갑상선눈병증이 있을 때는 방사성요오드 치료보다는 다른 방법을 고려한다. 또한 흡연이 가장 중요한 눈병증의 위험인자로 알려져 있으므로 안구돌출이 심한 흡연자는 다른 치료 방법을 고려하여야 한다.

 

4) 방사성요오드 치료 후 경과

방사성요오드 치료를 받은 환자의 가족 구성원에게 불필요한 방사선 피폭은 최소화하여야 한다. 대부분의 방사성요오드는 소변을 통해 배설되므로 적절한 위생을 유지해야 한다. 소량의 방사성요오드는 침에서도 발견되므로 치료 후 수일간 음식이나 음료를 나누어 먹거나 입맞춤을 피해야 한다. 감마선에 의한 피폭을 최소화하기 위해 수일간 어린아이를 안아주거나 임신부와 가까이 있는 것을 피한다.

대부분의 환자에서 131I 투여 후 6개월 이내에 관해 여부가 결정된다. 방사성요오드 투여 6개월 후에도 갑상선 기능이 정상상태로 돌아오지 않을 때는 재투여를 고려할 수 있으며, 치료 반응이 매우 불량한 일부환자의 경우 방사성요오드 투여 3개월 후에도 재치료를 고려해 볼 수 있다.

 

5) 방사성요오드 치료 후 갑상선저하증

→ 갑상선저하증은 방사성요오드 치료를 받은 환자에서 피할 수 없다. 따라서 장기간에 걸쳐 치료 후의 경과를 관찰할 필요가 있고 갑상선저하증이 발생하면 갑상선호르몬을 평생 복용하여야 한다는 점을 반드시 환자에게 알려야 한다.

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영상기반 흡수선량 평가

핵의학 정리 2020. 6. 16. 13:55

1) 개요

영상을 얻을 수 있는 치료용 방사성동위원소

131I치료용 베타선 외에도 영상이 가능한 감마선을 방출하기 때문에 131I영상은 치료 경과 관찰에도 많이 이용된다.

131I외에도 90Y, 177Lu, 186Ho, 188Re,67Cu 등이 치료와 함께 영상을 얻을 수 있는 치료용 방사성동위원소들이다.

영상용 방사선을 방출하지 않는 치료용 방사성동위원소들의 경우에는 대리 방사성동위원소를 이용하여 치료용 방사성의약품의 분포를 영상화 할 수 있다.

 

영상을 이용한 흡수선량 평가는 환자개인별 맞춤형 선량계산이 가능하다. 

인체 표준팬텀을 이용한 방법은 몬테카를로 전산실험을 통해 구한 S-value를 이용하여 각 장기 단위의 평균 흡수선량을 계산하기 때문에, 환자 개인별 흡수선량의 정확도도 제한적이다. 하지만, 이 방법은 평면감마 영상을 이용할 수 있고, 흡수선량 계산에 쉽게 사용할 수 있는 소프트웨어들도 보급되어 있어 임상에서 많이 사용되고 있다.

SPECT와 PET과 같은 단층영상은 체적소(voxel) 단위의 방사능 분포를 표현할 수 있어 3차원 흡수선량분포의 계산에 유리하며, 환자의 핵의학단층영상과 CT 영상을 이용하면 개인별 맞춤형 흡수선량 계산도 가능하다. 

 

3차원 흡수선량 평가에는 몬테카를로 전산실험을 이용한 방법이 표준적인 방법으로 가장 정확하다. 하지만 선량계산 과정에 체내 조직읜 비균일성, 하전입자의 수송, 모든 선원장기로부터의 방사선 에너지 칩적 등과 같은 다양한 요인들이 고려되어 반영되기 때문에, 컴퓨터의 계산량이 상당히 많고, 긴 계산시간이 필요하다.

다른 3차원 선량계산 방법으로 dose point kernel (DPK) 중첩적분(convlution)법과 voxel S-value (VSV)법이 있다.

DPK는 무한히 넓은 균일한 매질 내에 있는 등방성의 점선원 주위에 방사형의 흡수선량의 분포형태를 의미하는데, DPK를 방사능농도 분포 데이터, 즉 핵의학영상에 중첩적분하여 흡수선량을 얻는다. 이 방법은 다양한 경우에 해당하는 DPK를 미리 계산해 둘 수 있어서 실제 3차원 영상을 이용한 흡수선량 계산에 필요한 시간을 상당히 단축할 수 있다.

VSV 방법은 핵의한 단층영상의 각 체적소에 대응하는 S-value를 얻고, 3차원 방사능분포영상에 적용하여 흡수선량을 얻는다. 저에너지 침적 방법을 이용하면, 베타선 방출 방사성동위원소의 경우에서 3차원 흡수선량 계산을 더 쉽게 할 수 있고, 선량계산 과정에서 번짐 현상을 줄일 수 있어 흡수선량의 정확도를 높일 수 있다.

 

2) 평면감마영상

→ 많은 양의 치료용 방사성의약품을 투여하는 핵의학 치료에서 후향적으로 내부흡수선량을 평가하는 경우가 있다. 영상용 감마선을 방출하는 치료용 방사성의약품을 이용하는 경우 투여 직후에 체내의 방사성의약품의 양과 분포를 감마카메라 영상으로 얻을 수 있는데, 이때 장비의 불응시간으로 인해 실제보다 적게 계측된 왜곡된 영상을 얻게 된다. 따라서 고용량의 방사성의약품을 이용한 치료과정에서 적절한 흡수선량 평가를 위해서는 불응시간에 의한 감마카메라 계수능의 과소평가를 보정해야 한다.

불응시간 보정을 위해서는 사전 물리적 실험을 통해 장비의 불응시간을 측정하여 보정에 이용할 수 있고, 환자 영상을 획득할 때 방사능량을 알고 있는 표준 선원을 영사의 촬영시야 내에 놓고 함께 영상을 얻어 해당 영상의 불응시간에 의한 계수 편차를 보정할 수 있다.

 

3) SPECT 영상

→ SPECT/CT는 PET/CT와 같이 CT 영상을 감쇠지도로 변환하여 정량적인 영상 재구성에 이용한다.

511 keV의 에너지를 갖는 감마선만 이용하는 PET과 다르게 SPECT는 사용하는 방사성동위원소의 종류가 다양하고, 사용하는 방사성동위원소에 따라 감마선의 에너지가 각각 다르기 때문에, 영상에 이용하는 감마선의 감쇠 정도에 적합한 감쇠계수를 이용해야 한다.

 

→ 진단영상용 방사성동위원소는 하나의 에너지 절정(energy peak) 정보를 이용하는 경우가 많다.

하지만 핵의학 치료에서 사용하는 131I, 177Lu, 111In과 같은 방사성동위원소들은 영상이 가능한 두 개 이상의 감마선 에너지 절정을 갖는다. 131I은 세 개의 다른 에저니(364 keV, 637 keV, 723 keV)를 갖는 감마선들을 방출하는, 이와 같이 감마선의 양이 다른 에너지의 감마선들에 비해 월등히 많거나, 영상 획득에 사용하지 않는 감마선의 에너지가 영상 획득에 사용할 감마선의 에너지에 비해 매우 높을 경우 낮은 에너지를 갖는 감마선만을 영상에 이용할 수 있다.

하지만 177Lu와 같이 두 개의 에너지가 다른 감마선의 양이 비슷할 경우에는 하나의 감마선만 이용하는 것은 촬영 과정에서 계수량의 손실이 많아지므로 두 감마선들을 모두 이용하는 것이 영상의 품질 확보에 유리하다.

 

→ SPECT의 산란보정법에는 영상재구성 전에 투사데이터에서 산란성분을 제거한 후 단층영상을 재구성하거나, 영상재구성 과정에 산란보정을 포함하는 방법이 있다.

영상재구성 전에 산란성분을 제거하는 방법 중에서 많이 사용하는 방법으로 에너지창(energy window) 기반의 방법이 많이 이용된다.

 

→ 고에너지의 감마선을 방출하는 치료용 방사성동위원소를 이용할 경우에는 고에너지 감마선의 조준기 격벽 투과(septal penetration) 현상이 영상에 중요한 영향을 미친다.

131I는 364 keV의 감마선을 영상에 이용하며 고에너지용 조준기를 사용하지만, 364 keV를 중심으로 20%의 에너지창 폭의 설정을 이용하여 획득한 영상에는 600 keV 이상의 감마선의 격벽투과성분이 약 20%가량 포함되고, 고에너지 감마선의 산란성분들의 흘러넘침(spillover)에 의한 계수성분이 약 30%이다. 따라서 131I 영상은 획득한 영상계수의 약 50%가량이 영사의 공간분해능과 대조도를 낮추는 원인이 되므로, 이러한 성분들은 획득 후에 제거하거나 획득 시 억제하는 것이 좋다.

 

→ 90Y과 같은 순수 베타선 방출 방사성동위원소는 영상에 필요한 감마선을 방출하지 않기 때문에 핵의학 치료에는 필요한 영상을 대리 방사성동위원소들을 이용해 얻는다.

하지만 90Y의 고에너지 베타선(전자)이 주변 조직세포 내에서 상호작용하여 방출하는 2차 방사선인 제동복사선들을 영상에 이용할 수 있다. 

 

5) PET 영상

→ PET 영상은 SPECT 영상에 비해 공간분해능과 신호검출 민감도가 좋아 영상의 신호대잡음비가 우수하고, SPECT 영상에 비해 감쇠보정과 산란보정이 일찍이 적용되어 활용되었기 때문에 핵의학에서 영상기반의 정량적 평가에는 PET 영상이 많이 이용된다.

최근 감마선의 반응깊이(depth of interacton) 또는 비행시간(time of flight, TOF) 등의 정보를 더 정확히 측정할 수 있는 PET 검출 기술들이 개발되어 PET 영상을 이용하여 표적부위의 더 세밀한 정량평가가 가능할 것으로 기대되고 있다.

 

→ 핵의학 치료에 필요한 PET 영상 획득에 사용할 수 있는 방사성동위원소에는 124I, 86Y, 68Ga, 89Zr 등이 있다. 이들 방사성동위원소들은 131I, 90Y, 177Lu과 같은 치료용 방사성동위원소의 대리방사성동위원소로 이용할 수 있기 때문에 PET 영상에 필요한 양전자를 방출하지만, 18F에 비해 영상 획득에 불리한 물리적 특성(긴 양전자의 비정거리)들을 갖고 있다.

 

→ 치료용 방사성동위원소들은 긴 물리적 반감기를 갖기 때문에, 이들 방사성동위원소에 대응하는 대리 방사성동위원소들도 물리적 반감기가 긴 방사성동위원소가 선호된다.

64Cu(Tp = 12.7시간), 124I(Tp = 4.18일), 86Y(Tp = 14.7시간) 등이 비교적 긴 물리적 반감기를 갖는 PET용 대리 방사성동위원소들이다.

이들 중에서 124I와 86Y은 양전자 방출만이 아니라 높은 에너지를 갖는 즉발 감마선(prompt gamma) 방출 및 gamma-gamma casade 등의 특징을 함께 갖고 있다. 이렇게 동시계수 과정에서 쌍생성된 감마선과 함께 획득된 즉발감마선의 성분을 즉발감마선 동시계수(prompt gamma coincidence, PGC)라고 하는데, 이 PGC 성분은 쌍생성 감마선의 산란성분과 함께 영상의 배후방사능을 더욱 증가시켜, 영상의 대조도를 떨어뜨리는 중요한 요인이 된다.

 

→ 90Y의 직접적인 영상은 제동방사선을 이용한 감마카메라 또는 SPECT으로 얻을 수 있다.

하지만 90Y는 내부 쌍생성에 의해 매우 작은 양의 양전자도 함께 방출하기 때문에, PET 영상도 가능하다. 90Y의 PET 영상은 제동방사선을 이용한 SPECT 영상보다 영상의 공간분해능과 영상의 대조도가 좋아 종양부위의 선명한 구분이 가능하고 방사능량의 정량측정이 가능하다.

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테라노스틱스(Theranostics)

핵의학 정리 2020. 6. 16. 10:26

※ 테라노스틱스(theranostics)

테라노스틱스(theranostics)는 치료학을 의미하는 therapeutis와 진단학을 의미하는 diagnostics의 합성어이다.

최근 테라노스틱스는 포괄적 함의를 갖게 되어 다음과 같은 상황의 의료 기술을 포함한다.

① 한 번에 진단과 치료를 모두 가능하게 하는 기술 (예를 들면 항체-약물 복합체가 방사성 표지되어 치료와 진단을 동시에 수행할 수 있는 경우)

② 치료 후에 반응이 좋을 환자들을 선별하기 위한 치료 전 진단방법

③ 치료에 대한 반응 유무를 조기에 판정하여 치료효과를 예측하기 위한 진단방법, 이 경우는 치료 후 진단방법을 의미한다.

 

※ 방사성핵종 기반 테라노스틱스(Radionuclide-based thernostics)

1. 테라노스틱스 플랫폼의 직접 표적

→ 테라노스틱스의 개념 측면에서 가장 이상적인 방사성 핵종을 꼽으라고 하면 131I이 될 수 있다. 왜냐 하면 단일 핵종으로써 영상 및 치료가 동시에 가능하고 요오드 자체가 갑상선암에 선택적으로 섭취될 수 있기 때문에 굳이 표적에 집적하는 항체나 리간드를 표지할 필요도 없기 때문이다.

그러나 다른 암이나 질환에 위의 개념을 도입하기 위해서는 세포의 특정 항원이나 리간드를 선택적으로 표적할 수 있는 단백질이나 항체에 방사성핵종을 표지하는 것이 불가피하다.

단백질 수용체 방사성핵종 치료(Peptide receptor radionuclide therpay)octreotide와 lanreotide 같은 소마토스사틴의 유사체에 방사성핵종을 표지하여 소마토스타틴 수용체가 과발현된 신경내분비 종양의 치료에 이용되어 왔다.

특히, 111In, 68Ga과 같은 방사성핵종을 소마토스타틴의 유사체에 표지하여 환자에 주입하면 SPECT, PET 영상을 통하여 소마토스타틴 수용체의 과발현 여부를 평가할 수 있다. 이러한 영상 기업으로 소마토스타틴 수용체와 같은 표적을 공유하는 치료용 방사성의약품의 효과를 미리 예측하여 적합한 환자를 선별할 수 있다. 최근 소마토스타틴 수용체 과발현이 확인된 수술 불가능한 위장관췌장 신경내분비종양 환자에서 소마토스타틴 유사체인 도타테이트(datatate)에 177Lu를 표지한 방사성핵종 치료제의 유용성과 안정성이 입증되었다. 

종양의 특정 항원에 대한 단일클론항체도 종양조직에 방사성핵종을 선택적으로 전달하여 영상과 치료가 가능하다.

예를 들면, 항CD20 항체에 방사성핵종의 표지하여 CD20이 발현되어 있는 림프종에 사용이 가능함을 보였다.

최근에는 전립선특이 막항원(prostate-specific membrane antigen, PSMA)에 방사성핵종을 표지하여 조기에 전립선암의 전이여부를 평가하거나 전립선특이항원을 과발현하는 전립선 암조직에 치료용 방사성의약품을 집적하여 치료하는 기술이 임상에 활발히 사용되고 있다. 특히 이러한 전립선특이 막항원을 표적으로 한 방사성핵종 치료를 전이를 동반한 거세 저항성 전립선암(metastatic castration-resistant prostate cancer) 환자에서 매우 우수한 치료효과를 보인다.

 

2. 예비 표적(pretargeting)을 통한 테라노스틱스

전립선특이 막항원처럼 종양조직에 매우 특이적인 일부 표적을 제외하면 종양의 특정 항원을 표적으로 하는 항체에 방사성핵종을 표지할 경우 극복해야 할 요소들이 존재한다.

기본적으로 방사성핵종이 표지된 항체가 혈관을 투과하여 종양조직에 확산 및 직접되기 위해서는 혈중에 고농도의 방사성의약품이 존재하여야 한다. 이러한 방사성의약품이 혈중에 체류하는 시간이 길어질수록 골수와 같은 방사선에 민감한 장기의 방사선 피폭량이 그만큼 늘어나게 된다. 이러한 한게점을 보완하고 방사성핵종 치료 효율을 높이기 위한 방법 중 하나로 예비표적화(pretargeting) 기술이 고안되었다.

예비표적화 기술이란 먼저 종양 특이 항원과 방사성핵종이 표지된 물질 모두에 친화적인 일차 항체를 투여하여 종양을 미리 표적화 한 후 이차적으로 방사성핵종이 표지된 물질을 투여하는 기술을 뜻한다.

이때 혈중에 남아있는 일차 항체는 제거된 상태이므로 이차적으로 방사성핵종을 투여할 경우 종양에 결합되어 있는 일차 항체에 선택적으로 결합하게 된다. 이때 영상용 방사성핵종이 표지된 물질을 미리 투여하여 일차 항체의 분포 양상을 알 수 있고 이러한 분포양상을 고려하여 치료 계획을 세울 수 있다.

스트렙타비딘-바이오틴(streptavidin-biotin) 결합을 이용한 접근법은 오래 전부터 연구가 시작되었고 임상에 적용된 대표적인 예비표적화 기술 중 하나이다.

3. 치료 반응 평가를 위한 테라노슽기 영상법

→ 방사성핵종 표적영상을 이용하면 비단 방사성핵종 치료 뿐만 아니라 기존 항암체, 신호전달 억제제(tyrosine kinase inhibitor)나 면역관문 차단제(immune checkpoint inhibitor)와 같은 표적항암제의 효과를 예측하고 환자를 선별하는 분야로의 확장도 가능하다. 이러한 항암제에서 표적영상이 도움이 될 수 있는 분야는

① 치료에 반응하는 환자의 선별

② 환자별 치료용량 최적화

③ 치료 부작용 예측 및 모니터링

④ 병합치료의 시점 및 병합치료의 종류 선별

기존 항암제와 관련하여 decetaxel에 11C를 표지하여 치료과정에 해당 항암제의 종양 섭취 여부를 예측할 수 있음을 영상을 통해 증명하였다.

한 연구에서는 erlotinib에 11C을 표지하여 [11C]erlotinib을 생체에 주입하면 PET 영상을 얻고 이 영상에서 EGFR exon 19 결손이 있는 암 조직에서 [11C]erlotinib 섭취가 높다는 것을 보여주었다.

최근 연구에 따르면 EGFR TKI 후보물질에 18F를 표지하여 EGFR 유전자 변이의 활성 정도를 영상화함으로써 비소세포 폐암 환자에서 신호전달 억제제의 반응여부를 예측하고 치료전후 유전자 변이 활성도의 변화양상을 PET영상으로 추적할 수 있다는 사실이 밝혀지면서 향후 관련 연구가 더욱 확대될 것으로 예상된다.

대표적인 면역관문 중 하나인 계획된 세포사멸 리간드(programmed cell death ligand 1, PD-L1)를 표적으로 하는 항체에 111In을 표지하여 PD-L1 양성 종양뿐만 아니라 흉선이나 비장과 같은 면역기능과 밀접한 장기를 영상화하였다. 뿐만 아니라 PD-L1 영상을 통해 치료 항체의 투여 용량을 결정하거나 종양으로 전달되는 항체 농도에 비장이 영향을 준다는 사실을 보여줌으로써 테라노스틱스의 가능성을 제시했다.

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