한빛사 인터뷰
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
암의 발생은 유전자와 노화, 식습관 등에 의해서 축적된 발암 유전자의 변이에 의해 발생하는 것으로 알려져 있으며, 아메바와 같은 거의 모든 다핵 생물체에서 관찰되는 진화의 부산물이자 부작용입니다. 인류의 기대수명이 증가하면서 암 환자수는 급증하고 있고 전 세계적으로 수 많은 과학자와 의사들이 치료와 치료제 개발에 매진하고 있지만 ‘아직까지는’ 정복하지 못한 질병입니다. 물론, 근본적이며 가장 확실한 암 치료방법은 광범위한 외과적 적출이겠으나 간암이나 전립선암의 경우는 근본적으로 수술이 어렵거나 불가능한 경우가 많아 화학치료, 방사선치료를 통해 치료하는 경우가 일반적입니다. 최근에는 다양한 암종에 대한 면역 치료가 개발되어 암 환자들의 실질적인 기대수명을 향상시킬 뿐만 아니라, 다른 암 치료법과 달리 비교적 낮은 빈도의 부작용을 보이며, 암 치료의 새로운 패러다임으로 자리잡고 있습니다. 더군다나 면역 치료를 통해 충분한 암 면역을 얻는 것으로 다른 항암제의 도움 없이 자체적으로 암 전이를 막음으로써 암의 완치와 삶의 질을 획기적으로 향상 시킬 수 있다는 것은 기존의 다른 비수술적 치료들과 가장 큰 차이점입니다.
하지만, 치료제 자체에 대한 내성과 중화는 피할 수 없는 문제이며, 다른 암 치료법과 요법을 병행할 경우 정상세포에 대한 과면역반응으로 심각한 빈도와 수준의 면역관련 부작용이 나타나는 것으로 보고 되고 있습니다. 실제 임상 치료 도중에 하는 이러한 부작용이 발생하는 경우가 치료 방법에 따라 10 ~ 20 %에 달하며, 이들 중 대부분은 면역 치료를 재개할 수 없을 만큼의 심각한 과면역반응을 보여 치료 자체를 중단 하는 것이 불가피합니다.
본 연구에서는 방사선 치료와 면역 치료를 복합적으로 사용하여 치료효과를 극대화하며, 그 과정에서 발생하는 면역관련 부작용을 최소화 할 수 있는 나노 운반체를 개발하였습니다. 이 나노 운반체는 금-은 합금을 이용하여 방사선에 반응하여 분해되도록 합성되었으며, 내부에 PD-L1 면역치료 항체를 적재시켜 암에 직접 주사하는 방법으로 암 특이적 방사선-면역 치료를 가능하도록 하였습니다. 나노 운반체의 아주 독특한 눈 꽃송이 모양은 방사선 증감제로 작용하여 방사선 치료시에 활성산소를 과량 생성시키고, 이렇게 생성된 활성산소는 나노 운반체 연결에 사용된 은을 산화시켜 내부에 적재된 면역 치료 항체를 암으로 내보냅니다. 그에 따라 증폭된 방사선 치료효과는 더욱 향상된 암의 면역적 사멸을 유도하고, 나노 운반체에서 나온 면역항체가 암 면역을 증폭시켜 면역 관련 부작용은 줄이면서 더욱 강력하고 국소적인 암 면역 치료를 가능하게 합니다. 이 과정들을 보다 면밀히 추적하고, 정확한 약물을 전달하기 위해 컴퓨터 단층촬영 (CT)을 사용하였습니다. 이러한 방법은 암 특이적인 방사선 치료와 과 면역 치료의 복합적이고 유기적인 치료를 가능하게 함으로써 높은 치료 효과를 기대할 수 있습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
저는 2018년부터 현재까지 미국 노스웨스턴 파인버그 의과대학 방사선과 (Northwestern University Feinberg School of Medicine, Radiology)에서 김동현 (Dong-Hyun Kim) 교수 연구실에서 박사후연구를 진행하고 있습니다. 저희 연구실은 지금까지 축적된 다양한 미세/나노 운반체들을 실질적으로 암치료에 임상적으로 적용하기 위한 전임상실험과 그 물질들을 개발하고 있습니다. 구체적으로 저는 영상유도를 통한 암 특이적 주사로 기존의 혈관주사에 의해 손실되는 막대한 양의 약물을 암에 집중하고 그로 인한 부작용을 최소화하며 암 치료효과를 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다. 저희 BigMed (Biomaterials for Image-Guided Medicine) 팀은 이를 구현화하기 위한 다양한 분야의 전문가들로 구성되어 있으며 적극적이며 유기적인 융합 연구를 통해 임상과 전임상의 중계 연구 (Translational Research)를 수행하고 있습니다.
연구실 웹사이트 : (http://dhkimlab.weebly.com)
노스웨스턴 파인버그 의과대학 웹사이트 : https://www.feinberg.northwestern.edu/
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
지난 수 십 년간의 괄목할 만한 의생명과학의 발전은 다양한 분야의 수많은 선배 연구자분들의 기여와 희생으로 이루어져 있다고 해도 과언이 아닙니다. 덕분에 비로소 인간은 생물학, 생화학, 재료공학, 등의 다양한 분야를 융합하여 인간의 질병을 근원적으로 치료할 수 있는 가능성들을 실현시키고 있습니다. 제가 감히 그 흐름에 미약하게 나마 기여할 수 있다는 것에 감사할 따름입니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학 준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
두려워하지 않았으면 합니다. 앞만 보고 달려오고 한 분야에 오랫동안 있다 보면 다소의 차이는 있으나 어쩔 수 없이 자신의 지식과 관점에 갇히게 됩니다. 그렇게 되면 자신의 분야가 아니면 보이던 것도 보이지 않게 되고 들리던 것도 들리지 않게 됩니다. 그러다 보면 자연스레 다른 사람의 이야기를 공격적이거나 방어적으로 듣게 되어 받아들이기 어렵게 됩니다. 박사가 그 분야 전문가이긴 하지만 그 분야도 수많은 분야가 있고 무엇보다도 세상은 아는 것보다 모르는 것이 더 많습니다. 두려워하지 않고 의견을 공유하고 토론하고 질문하고 또 무엇보다도 그것을 수용하는 것이야말로 유사이래 가장 과학과 지식이 넘쳐나는 시대의 우리가 효율적으로 지식을 융합할 수 있는 방법이라고 생각합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
학문적인 연구를 바탕으로 실제 임상이나 생활에 접목 가능한 연구를 하고 싶습니다. 물론 지금까지의 연구도 전임상 혹은 임상과 유사한 방법으로 진행하려고 최대한 노력하였지만, 다음 연구에서는 실질적으로 특정 암에 적용되는 치료법과 면역 치료를 임상에 충분에 적용될 수 있는 나노물질을 통해 구현할 수 있는 연구를 하고자 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
무엇보다 힘든 미국생활 푸념 한번 없이 옆에서 응원 해준 제 아내와 무사히 태어나준 딸, 이현이에게 진심으로 고맙다는 말을 전하고 싶습니다. 무심해진 아들을 어제 본 것처럼 다독여 주시고 응원해 주시는 부모님께 정말 감사드립니다. 또, 늘 친아들처럼 대해 주시며 조언해주시는 장인 어른, 장모님께도 감사드립니다. 한결같이 그 자리에서 사랑으로 응원해주시는 할머니, 진심으로 감사합니다. 그리고 누나, 매형, 하율이, 혁이, 처제, 친구들, 선후배님들께도 감사 인사를 전합니다. 또한, 가장 힘들 때, 기꺼이 제자를 걱정하시고 조언해 주신 강세병 교수님, 고맙습니다. 그리고 제 멘토이신 류성호 교수님께도 진심으로 감사합니다. 마지막으로, 제 연구를 전폭적으로 도와준 공저자 최현준, Bo Yu, 그리고 연구자로서 더욱 성장 할 수 있도록 지도해주시고 연구와 학문 모두를 이끌어주시는 김동현 교수님께 마음을 다해 감사드립니다.
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