새로운 암치료의 슈퍼스타, 중입자가속기

슈퍼스타K에서 우승을 차지한 울랄라 세션. 그들의 뛰어난 무대 공연과 가창력에 온국민이 빠져든 지금, 하나의 소식이 모두를 안타깝게, 또 그들을 더욱 응원할 수밖에 없도록 만들고 있는데요. 바로 멤버 중 한명인 임윤택 씨의 사연 때문입니다. 지금 그는 위암 말기입니다. 어려운 시간을 보내고 있는 그지만, 자신이 갖고 있는 꿈을 이루기 위해 항상 최선을 다하는 모습에 지켜보는 모두의 마음이 짠해졌습니다. 그런데 얼마 전 한 내과의사가 임윤택 씨에게 꿈의 암치료라 불리는 중입자가속기 치료를 받을 수 있게 도와주고 싶다는 의사를 전달해서 화제가 됐습니다.

mnet 슈퍼스타k3 방송영상 캡처

그렇다면 이 꿈의 암치료기라 불리는 중입자가속기란 무엇일까요?

혹시 ‘종로에서 뺨맞고 한강에서 눈 흘긴다.‘ 는 속담을 아시나요? 이쪽에서 받은 스트레스, 짜증을 엄한데다가 푼다는 말인데, 기본적인 입자가속기 치료는 이 속담처럼 ’입자가 받은 에너지를 다른 쪽에서 집중되게 방출하는 성질‘을 이용합니다. 예전에 사용하던 화학적 암치료나 직접적인 절제술의 경우 정상적인 세포까지 함께 죽어버릴 수 있다는 단점을 갖고 있었는데요, 이런 단점을 보완하기 위해 우리의 몸을 통과해서 직접적으로 암세포만 죽일 수 없는 방법이 없을까 연구하던 중 방사능을 이용하게 된 것이죠.

원리는 어떻게 될까요? 우선 전하를 띤 탄소입자를 매우 빠르게 가속시켜 인체를 투과, 암세포에서 정확히 멈추도록 합니다. 이때 발사되는 탄소입자의 양은 1초에 약 10억 개, 그 속도는 빛의 80% 정도인 20만km/s 에 달합니다. 그렇다면 이전에 설명했던 방사선 중에서(이전글: http://nstckorea.tistory.com/93 ) 왜 하필이면 탄소를 쓸까요? 이는 인체를 투과할 때 다른 세포에 뺏기는 에너지가 가장 적기 때문입니다. 이를 이용하면 암세포를 제외한 일반 세포들은 방사선의 피해를 거의 받지 않고 암세포만 방사선을 받는 세밀한 치료가 가능합니다. 뿐만 아니라 지금까지는 치료하기 어려웠던 연골이나 뼈 사이에 있던 작은 암, 수술이 불가능한 췌장암과 직장암까지도 치료가 가능합니다. 또한 암세포 주변의 저 산소 세포들까지 함께 죽일 수 있기 때문에 재발의 발생도 줄일 수 있습니다. 원자력의학원에 따르면 기존의 X선을 이용한 방사선 치료의 2.5~3배 이상의 효과를 얻을 수 있다고 합니다.

(출처: http://www.nirs.go.jp/ENG/research/charged_particle/index.shtml)


브랙 커브(Bragg curve)에 대한 간단한 도식도. 피부 속 15cm에 있는 암 덩어리에 전달할 수 있는 최대 에너지를 비교할 수 있습니다. 굵게 표시된 탄소를 보면, 암세포에 도달하는 동안 세포에 전달하는 에너지가 가장 작고 암세포에 도달해서 모든 에너지를 쏟아내는 것을 확인할 수 있습니다.

(출처:http://www.nirs.go.jp/ENG/research/charged_particle/index.shtml)


일본 치바에 있는 HIMAC센터의 개략적인 모습.
중간의 싱크로트론에서 입자를 가속시켜서 각각의 치료실로 가속된 입자를 쏴줍니다.

그렇다면 딱 하나의 단점, 이 장비를 사용하는 데 가장 큰 걸림돌은 무엇일까요? 바로 가격입니다. 현재 일본에 3개, 독일에 2개소만 운영하고 있는데, 건설비가 약 2000억 원에 달합니다. 하지만 한국 역시 이 뛰어난 치료효과를 가진 중입자가속기를 도입하고 2016년부터 가동할 준비를 하고 있습니다. 동남권원자력의학원은 지난 10월 20일, 기술자문회의를 통해 중입자가속기의 가속방식을 사이클로트론으로 확정하고 중입자가속기 치료센터를 짓기 위한 준비에 돌입했습니다.
 
멀리 일본이나 독일에 가지 않고서도 가능한 최신 과학을 이용한 암치료, 멀지 않은 미래 대한민국의 모습일겁니다. 자신의 꿈을 위해 아픔을 이겨내고 결국 우승이라는 결실을 맺어낸 울랄라 세션처럼 앞으로도 암이라는 병을 이겨내기 위해 갖은 노력을 다하는 의사와 공학자들의 도전은 계속 될 것이고, 또 이루어질 것입니다.

글 | 국가과학기술위원회 블로그 기자 김 일 환

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