방사선을 넘어 양성자로 암을 정복하는 그날까지, 폐암 방사선 치료 명의, 비뇨기암암방사선 치료 명의, 삼성서울병원 양성자센터 / 방사선종양학교 표홍렬교수

방사선을 넘어 양성자로 암을 정복하는 그날까지

양성자 치료 센터를 진두지휘하는 방사선종양학과 표홍렬 교수

“머지않아 양성자 치료가 현재의 방사선 치료를 완전히 대체할 겁니다. 물론 지금 방사선 치료기도 굉장히 첨단화됐습니다. 안전성이나 치료 성적도 훌륭한 편이죠. 하지만 개념이나 원리를 볼 때 양성자 치료가 월등합니다. 꿈의 암 치료라는 말이 과언이 아니에요.”

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방사선종양학과 표홍렬 교수의 목소리는 나직하고 부드러웠지만 강한 확신이 배어 있었다. 일반인으로서는 명칭부터 생소한데 유망한 차세대 치료기라니. 질문 보따리가 절로 두둑해졌다. 다행히 표 교수는 문외한도 알아듣게 설명할 줄 아는 전문가다. 국립암센터에서 양성자 치료를 홍보하는 업무를 도맡다가 2010년에 삼성서울병원으로 자리를 옮겼다. 삼성서울병원은 국내 두 번째로 양성자 치료기를 도입했다. 훨씬 진전된 2세대 치료기다. 치료 센터는 이미 건립됐고 치료기 조정 작업도 막바지에 접어들었다. 이르면 12월에 본격적으로 치료를 시작할 예정이다.

한 가지 더 고무적인 소식은 2015 9 1일부터 양성자치료의 건강보험이 확대 적용되기 시작했다는 것이다. 기존에는 소아암에만 적용되었으나 현재 유방암과 전립선암을 제외하고는 전 암종에 확대 적용이 가능해졌다. 비싼 치료비용이 경감되었으니 이는 환자들에게 더할 나위 없이 반가운 소식일 것이다.

 

환자들에게 새로운 희망이 되어 줄 양성자 치료, 그리고 그 치료 센터에서 진료를 총괄하는 표홍렬 교수를 만났다.

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특정 지점에서 모든 에너지를 방출하고 소멸하는 양성자

방사선(엑스선)과 달리 주변의 정상 조직과 장기에는 영향이 없어

 “방사선이니 양성자니 모두 낯설고 어렵죠. 조금만 들어도 머리가 아프고 졸린 게 당연해요. 간단히 말하면, 방사선이란 불안정한 원자핵이 붕괴해 안정된 원소로 바뀔 때 방출되는 것입니다. 높은 에너지를 지니고 전달하는 입자나 전자기파죠. 자연적인 것도 있고 발생 장치로 만든 인공적인 것도 있어요.

역시 쉽지 않죠? 뢴트겐이 엑스선(X–ray)을 발견했다는 사실은 다들 아실 겁니다. 진공 방전을 연구하다가 우연히 발견한 전자기파인데, 정체를 알 수 없다고 해서 X라고 했어요. 방사선과 방사능에 관해 하나 둘 밝혀지기 시작한 것은 퀴리 부인 이후에요.

그래도 뢴트겐이 처음 알아낸 엑스선의 성질은 놀라웠어요. 빛처럼 직진하면서도 물질을 투과하는 능력은 충격적이었죠. 유사 이래 최초로 겉은 손대지 않고 몸 속의 뼈를 볼 수 있었거든요. 당연히 의학적 진단에 활용되기 시작했죠. 뿐만 아니라 치료에도 사용됐어요. 중간에 여러 과정이 있었지만, 방사선을 발생시키고 쬐는 가속기와 치료기가 개발, 개선되면서 요즘은 아주 첨단화됐어요. 강력한 에너지를 암세포에 전달해서 암을 치료하죠. 수술, 항암 치료와 더불어 3대 암 치료법 중 하나로 확고하게 자리를 잡았어요.”

 

양성자 치료(Proton Therapy, PT)도 넓게 보면 방사선 치료(Radiation Therapy, RT)의 일종이다. 대개 방사선 치료라고 하면 엑스선을 지칭하고 양성자 치료와 구분한다. 일반인의 입장에서는 전자기파냐 입자냐, 광자선이냐 입자선이냐 등을 따지면 골치만 아프다. 양성자 치료가 방사선(엑스선) 치료에 비해 어떤 장점과 이점이 있는지가 더 궁금하다.

 

양성자의 가장 중요한 특성은 빛으로 비유하자면 계속 나아가지 않고 물체 앞에서 정지하기 때문에 그림자가 생기지 않는다는 겁니다. 쭉 직진하지 않고 어느 지점에서 딱 멈춘다는 거죠. 게다가 자기가 가진 에너지를 거기에서 한 순간에 모두 쏟아내고요. 이 현상을브래그 피크(Bragg Peak)’라고 해요. 엑스선과 가장 대비되는 특징이자 장점이죠.

엑스선은 계속 직진하면서 몸을 통과해요. 들어올 때부터 에너지가 방출되고 몸을 지나면서 서서히 줄어들죠. 치료하려는 암종뿐 아니라 그 앞뒤로도 영향을 다 미쳐요. 원하지 않는 부위까지 방사선이 들어갈 수밖에 없죠. 당연히 부작용이 문제가 되죠. 하지만 양성자 빔은 몸속에 처음 들어올 때 별 영향이 없고, 몸을 통과하다가 특정 지점에 멈춰 서서 에너지를 모두 발산하고 그대로 소멸하니까 뒤쪽으로도 아무런 영향이 없어요. 정상 조직이나 장기는 그대로 두고 암 부위에서만 에너지를 집중적으로 방출하니까 엑스선과 달리 부작용을 걱정할 일이 거의 없죠.”

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고통과 부작용이 거의 없는 양성자 치료

미세종양, 소아암 등 적용 범위가 더 넓고, 재치료도 가능

브래그 피크 덕분에 기존 방사선 치료의 단점을 보완하고 극복할 수 있다는 설명이다. 좀 더 구체적으로 살펴보자.

 

첫째, 부작용이 아주 적으며 고통도 거의 없다.

“방사선 치료의 원리는 암세포의 DNA를 파괴하는 겁니다. 문제는 방사선을 쬔 정상 세포와 조직도 영향을 받는다는 거죠. DNA가 손상되면 유전자의 돌연변이가 생기거나 세포가 사멸해요. 유전적인 결함이나 암을 일으킬 수 있어요. 그러니 정상 조직과 장기에는 되도록 방사선이 가지 않아야겠죠. 그런데 엑스선은 치료 부위를 통과해서 계속 나아가요. 당연히 뒤쪽에도 영향을 끼치겠죠. 주요 장기가 몰려있는 복부라면 상황이 아주 복잡해요. 예를 들어 폐암이나 간암이라고 해 봅시다. 방사선 치료를 해도 암은 없어져요. 요는 주변의 폐나 간 조직이 멀쩡하냐는 겁니다. 양성자 치료는 브래그 피크 때문에 주변에 영향을 미치지 않아요.

게다가 치료 과정이나 이후에 고통도 없어요. 암 치료는 힘들다고들 하시잖아요. 수술은 몸에 칼을 대야 하고, 항암 치료도 구토 등으로 고생을 하니까요. 방사선도 흉부나 복부의 기관에 들어가면 식도염이나 구토 등으로 힘들어요. 엑스선은 의도치 않게 그럴 수 있잖아요. 양성자 치료는 아니에요. 환자가 아무렇지도 않아요. 아무런 통증도 못 느끼죠.”

 

둘째, 양성자 치료가 적용될 수 있는 범위는 방사선 치료의 영역을 모두 포괄한다.

방사선 치료에 비해 제한적으로 소수의 특정 암이나 병기에만 시행되는 것이 아니다. 선진국의 경우, 전체 암 환자의 50~70%는 어떤 식으로든 방사선 치료가 들어간다. 방사선 치료를 하는 경우라면 당연히 양성자 치료도 할 수 있다. 오히려 기존에는 치료하지 못하던 대상까지 확장해서 다룰 수 있다. 미세 종양도 있지만 가장 대표적인 것은 소아암이다.

 

소아에게 방사선 치료를 하면 뼈가 잘 자라지 않는 등 성인보다 영향이 더 큽니다. 그래서 과거에는 3세 이하에게 방사선 치료를 하는 것이 절대 금기였습니다. 양성자 치료는 부작용이 적으니까 그런 걱정을 하지 않아도 되죠. 현재 양성자 치료의 최대 적응증이 소아암이고 건강보험이 적용되는 것도 그 때문이에요.”

 

셋째, 재치료가 가능하다.

“항암 치료는 한번 하고 나중에 또 하고 또 하는 식입니다. 다만 내성이라는 개념이 있어요. 수술도 두 번 할 수는 있어요. 재수술을 하는 경우가 있죠. 하지만 처음부터 수술을 두 번 하겠다는 마음으로 집도하는 분은 없을 거예요. 반면 그런데 방사선 치료는 두 번 한다는 개념이 없어요. 아예 두 번 하지도 못 해요. 치료 효과를 생각하면 암 부위에 아주 높은 선량을 줘야겠지만, 부작용 탓에 주변의 정상 장기에는 한계 선량 이하로 들어가야 합니다. 균형을 맞추는 것이 관건이죠. 우리가 원하는 만큼 종양에 주려면 결국 주변도 한계 선량에 다다르겠죠. 그러니 재차 더 줄 수가 없어요. 하지만 양성자 치료는 뒤쪽에 영향을 미치지 않으니까 얼마든지 재치료를 할 수 있어요. 뿐만 아니라 항암제와 달리 내성이라는 개념도 없어요.”

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최첨단 치료 장치가 구비된 2세대 양성자 치료기 도입

꿈의 암 치료가 눈앞에 성큼

설명을 듣고 보니꿈의 암 치료’, ‘미래의 암 치료라는 수식어가 전혀 과장이 아니었다. 이렇게 대단한 양성자 치료가 드디어 삼성서울병원에 도입된 것이다. 새로 건립한 양성자 치료 센터는 총공사비로 1000억이 투입됐다. 직경이 10미터가 넘는 회전 치료실 2기를 갖추는 등 규모가 엄청나다. 국내 두 번째이지만 2세대 치료기로서 내세울 점이 있을 것이다. 표 교수는 네 가지를 꼽았다.

 

첫째, 세기 조절 양성자 치료법(IMPT)이다. 덕분에 보다 정교한 선량 분포가 가능하다.

“주사선 방식이라고 하는데, 3D 프린터를 떠올리면 이해가 쉬워요. 얇은 빔으로 종양 모양대로 계속 쌓아나가는 거예요. 한 번에 그냥 뿌리는 것이 아니고요. 불규칙한 입체 모양에 가장 가깝게 맞춰서 종양에만 줄 수 있죠. 이게 돼야 양성자 치료가 훨씬 정교해질 수 있어요. 실은 방사선 치료에도 세기 조절 방사선 치료법(IMRT)이 있습니다. 다양한 위치와 각도에서 쏴서 방사선을 종양에 집중시키고 주변에는 분산시키는 것이죠. 여러 개의 선이 한 점에서 만난다고 생각하면 비슷해요. 이것을 극대화한 것이 IMRT인데, 수백 개로 쪼개서 분산해요. 문제는 선량 강도가 낮아지더라도 분산 선량 범위는 엄청나게 넓어진다는 겁니다. 2차암의 우려가 있죠. 하지만 양성자는 분산 선량을 걱정할 필요가 없어요.”

 

둘째, 콘빔 실시간 전산화 단층촬영 장치(Cone Beam CT). 치료기에 CT가 달린 덕분에 종양의 위치를 실시간으로 확인할 수 있으니 정확성을 높일 수 있다. 방사선 치료의 최신 기법인 영상 유도 방사선 치료(IGRT)를 양성자 치료에 구현한 것(IGPT)이다.

“실제로 종양이 있는 부위에 정확하게 양성자 빔을 맞춰서 쏴야 해요. 제대로 일치하는지 확인하는 것이 중요하죠. 그렇다고 수술처럼 속을 열어볼 수는 없잖아요. 처음 치료 계획을 세울 때 찍은 CT 사진과 지금 치료대 위에서 자세를 잡고 누워있을 때 찍은 CT 사진을 겹쳐서 둘이 정확하게 일치하는지 확인하는 거죠. 안 맞으면 그 자리에서 바로 위치를 조정하고요. 현장에서 실시간으로 찍어보고 정확하게 맞추는 겁니다.”

 

세 번째는 다엽 콜리메이터(Multi-Leaf Collimator,MLC).

양성자 빔을 쬘 치료 영역만 남겨두고 나머지는 가리는 역할을 한다. 얇은 금속판들이 책장에 진열된 책처럼 2단으로 빈틈없이 옆으로 늘어선 꼴이다. 금속판들이 오르내리면 어떤 모양으로든 구멍을 만들 수 있다. 컴퓨터로 명령을 내리면 순식간에 종양 모양에 맞춰서 양성자 빔이 들어갈 자리가 생기는 것이다. 기존 양성자 치료에서는 각각의 모양과 크기대로 구멍을 내기 위해 그때그때 황동을 깎는 선반 작업을 해야 했다. 당연히 시간이 오래 걸리고 비용도 많이 들었다. 하지만 2세대 양성자 치료기는 다엽 콜리메이터 덕분에 준비 시간이 획기적으로 줄어서 응급 치료도 대응할 수 있게 됐다.

 

마지막은 첨단 로봇 치료대(Robotic Couch).

치료대가 로봇 팔처럼 돼 있어서 여섯 방향으로 자유롭게 움직일 수 있다. 0.1㎜ 단위로 환자 위치를 자동 제어할 수 있어서 정밀도가 아주 높다.

 

이 네 가지는 1세대 치료기에 없는 첨단 장치들로서, 양성자 치료의 정교성, 정확성, 신속성, 정밀성을 든든하게 보장한다. 치료의 개념과 원리가 엑스선에 비해 월등한데 거기다 엑스선 치료의 최첨단 기법과 장치까지 갖췄으니, 앞으로 얼마나 눈부신 결과물을 내놓을지 벌써부터 흥분된다.

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웃고 공감하는 의사가 활짝 웃는 환자를 만든다

 

어쩌다보니 이야기가 양성자 치료로만 흘렀다. 사실 표 교수는 폐암과 비뇨기암 치료도 전문이다. 병 자체보다는 치료하는 의사와 치료받는 환자에 초점을 두고 질문을 던져봤다.

 

“폐암과 비뇨기암은 상반되는 측면이 많습니다. 폐암은 발병률도 높지만 사망률 역시 아주 높습니다. 제가 치료하는 환자들은 대개 중기 이상이니까 돌아가시는 환자들이 더 많겠죠. 치료를 받는 과정도 아주 힘듭니다. 과거와 달리 방사선 치료와 항암 치료를 동시에 하는 것이 표준 치료입니다. 환자 입장에서는 치료받기가 고역이죠. 부작용과 후유증이 겹치니까요. 방사선 치료의 가장 많은 부작용이 식도염이에요. 폐암은 림프절로 전이가 잘 되는데 한가운데에 식도가 있어요. 어쩔 수 없이 식도에도 방사선이 들어가죠. 항암제를 맞으면 머리칼이 빠지고 구토를 하는데 거기에 식도염으로 음식까지 못 먹으니 당연히 힘이 들어요. 이에 반해 전립선암으로 대표되는 비뇨기암은 그렇지 않습니다. 완치율이 굉장히 높은데, 생식기암이 원래 얌전해요. 게다가 굉장히 높은 선량의 방사선에도 잘 견디기 때문에 치료도 편하고 효과도 아주 뛰어납니다.”

 

자연히 환자들의 반응과 태도도 대조적이라고 한다. 한쪽 진료실은 웃음소리가 나오고 다른 쪽은 무겁고 침울한 분위기에 휩싸일 때가 많다.

 

“폐암의 완치율도 과거보다는 훨씬 높아졌습니다. 제가 전공의일 때는 중기 환자의 완치율이 채 5%가 되지 않았어요. 지금은 30%쯤 됩니다. 셋 중 한 명꼴이죠. 하지만 셋 중 둘은 재발한다는 말이기도 합니다. 그러면 환자와 신뢰관계가 굉장히 좋았다가도 한 순간에 깨집니다. 그 고생을 시켜놓고 낫지도 않았다며 원망들을 하세요. 그러니 환자가 호전되더라도 마음껏 같이 기뻐하고 축하할 수가 없어요. 5년이 지나기 전에는 안심할 수 없으니까요. 암을 치료하는 의사의 숙명 같아요. 가끔 섭섭할 때도 있지만 충분히 이해가 갑니다. 폐암은 아직 갈 길이 멀어요. 그래서 양성자 치료가 해야 할 일이 많습니다.”

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결국 다시 양성자 치료로 돌아왔다. 하지만 어감과 무게가 달랐다. 삼성서울병원의 자랑거리라는 차원이 아니었다. 핵심은 바로 환자였다. 방사선 치료 효과를 증진시키는 약물을 개발하는 실험 연구에 줄곧 매달려온 것도, 미국 연수를 가서는 의학이 아니라 이학 전공 교수 밑에서 방사선생물학을 제대로 연구한 것도 모두 같은 맥락이다. 고통이나 부작용 없이 환자를 살려내고 싶고 반드시 그렇게 하고 말겠다는 희망과 결의의 표현이다.

 

“웃는 의사가 되자는 것이 제 모토입니다. 수련의 때부터 정한 거예요. 멍하게 돌아다니다가 문득 이런 생각이 들었어요. 내가 환자를 위해서 무엇을 할 수 있을까. 그냥 웃자, 웃어드리자는 것이 제가 찾은 답이었죠. 주변을 보니 웃는 의사가 거의 없더라고요. 하지만 환자들은 웃는 의사를 굉장히 좋아하셨어요. 그래서 아무리 피곤해도 될수록 웃고 다녔어요. 실없이 그냥 웃었죠. 솔직하게 말해서, 지금은 제대로 못 해요. 많이 아쉽고 안타깝죠. 핑계 같지만 환자들이 많아서 여유가 없어요. 그래도 더 잘 웃고, 더 많이 공감하고 이해하려고 애를 쓰고 있습니다. 어떻게든 환자와 함께하는 시간을 만들려고 해요.”

 

치료 과정과 결과 모두에 만족하고 행복해 하는 환자, 활짝 웃는 환자는 실력 있으면서 웃고 공감하는 의사가 만든다. 양성자 치료 센터에 가면 그런 의사를 만날 수 있다. 꿈의 치료기는 오히려 덤이다.

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