4. 중입자 치료의 한국형 표준 모델 구축 선도

서울대학교병원 기장중입자치료센터는 최첨단 의료용 중입자 가속기 도입을 통해 암 치료의 새로운 지평을 열고자 한다.

“암 치료기술 선도국가로 발돋움하는 데 이바지하겠다”라는 비전을 가지고 차별화된 입자치료로 암 치료와 연구의 새 흐름을 만들고자 한다. 

중입자 센터 건립사업은 2010년 한국원자력의학원, 부산시, 기장군 등이 사업 계획 수립 후 여러 고비를 겪으며 초기 목표였던 2016년 가동이 지연되는 등 난항을 겪어왔다. 

그러나, 2019년 서울대학교병원이 사업을 이관받아, 2020년 도시바-DK메디칼솔루션 컨소시엄과 의료용 중입자가속기 계약을 체결한 후 증축 및 리모델링 공사에 착수했으며, 오는 2027년 하반기 개원 및 암 환자 치료 개시를 목표로 하고 있다.

비수도권 최초의 중입자 치료 시설로서, 지역 의료 격차 해소와 최첨단 암 치료 제공을 핵심 목표로 삼고 있다.

△ 첨단 소형 초전도 회전 갠트리 : 초전도 자석을 활용한 소형 갠트리는 환자 주변을 360도 회전하며 어느 각도에서나 자유롭게 빔을 조사할 수 있어, 환자의 자세를 바꿀 필요 없이 정밀한 치료가 가능하다.

△ 세계 최초의 기술 : 중입자치료에서는 선량률(단위 시간 동안 병변 부위에 전달되는 에너지 양)과 빔 조사야 크기가 치료 효율성을 좌우한다. 

선량률은 부족하면 치료시간이 오래 걸리고 빔 조사야 크기가 작으면 환자가 자세를 여러 번 바꿔야 하기 때문이다. 이에 기장중입자치료센터는 치료 효율성을 높이기 위해 기존 대비 선량률은 2배(4Gy/L/min), 빔 조사야 크기는 3배(30cm x 40cm) 뛰어난 최첨단 기기를 도입할 예정이다. 

또한 탄소 이온만 사용하는 기존 센터와 달리 헬륨 이온 가속까지 가능한 국내 최초의 ‘멀티 이온 치료’ 시스템을 구축해 입자선치료의 저변을 넓힐 계획이다.

△ 연구 중심의 혁신과 우수 인력 배치 : 중입자 치료가 갖는 뛰어난 물리적 장점이 있으나, 중입자치료는 기존의 X선이나 양성자치료에 비해 역사가 짧다. 

따라서 중입자 선량에 따른 세포 반응 연구, 중입자치료의 이득이 큰 환자를 찾기 위한 노력, 이를 위한 치료 결과에 대한 임상 데이터를 축적하는 것이 중요하다. 

서울대학교병원은 기장중입자치료센터 개원에 앞서 해외 센터들과 지속적으로 교류하며 연구 성과를 공유하고 있으며, 개원 후에도 임상 데이터를 철저히 분석해 유의미한 성과를 쌓을 것이다. 

또, 연구용 빔라인과 탄소·헬륨 이온 외에 제3의 이온원을 별도로 설치해 의학적·생물학적 연구로 지평을 넓혀갈 것이다. 이를 위해 세계 최고의 전문성을 갖춘 방사선종양학과 전문의와 의학물리학자, 경험이 풍부한 방사선치료기사와 간호사 등이 투입될 예정이다. 

중입자치료에 적합한 환자를 선별한 후 철저한 치료 계획을 설계하고 시행하는 등 안전하고 효과적인 입자치료의 표본을 만들 것이다.

■ 미래 발전방향

△ 난치성 암 환자의 희망, 동남권 의·과학 허브 도약 : 기장중입자치료센터는 재발암, 육종, 췌장암, 간암, 폐암, 두경부암, 전립선암 등 다양한 난치성 암 환자 치료에 주력할 계획이다. 

특히 X선 치료로 부작용이 우려되거나 치료가 까다로운 환자들을 우선순위에 두고 최적의 치료 기회를 제공할 방침이다. 나아가 단순히 치료를 수행하는 것을 넘어, 암 치료 분야에서 연구와 혁신을 선도하는 기관으로서의 역할을 수행하고자 한다. 

중입자 치료에서 지난 30년간 주류였던 탄소 이온 외에도 최근 일본을 중심으로 헬륨(He), 산소(O), 네온(Ne) 등 다양한 입자를 활용한 임상 연구가 활발히 진행되어 기대를 모으고 있다. 

기장중입자치료센터는 탄소와 헬륨 이온을 운용하는 서울대학교병원의 멀티 이온 치료 시스템을 통해 특정 암종에 최적화된 맞춤형 치료를 통해 국내 암 치료 수준을 획기적으로 끌어올리는 계기를 마련할 것이다. 

이를 위해 정부의 ‘대형가속기 장기로드맵’에 발맞춰 방사선의학 원천기술 확보를 위한 연구 거점을 조성할 예정이다. 연구용 빔라인 증설을 추진하여 미개척 암치료용 세포 단위 입자빔 특성 연구, 빔 특성별 방사선 반응 추적 연구, 新치료용 입자빔 발굴 및 특성 연구 등을 시행할 계획이다. 

입자선 활용 방사선 의·생명 연구 허브를 육성하여 기초연구부터 비임상·임상·의료 현장까지 전주기 연구개발 지원체계를 구축함으로써, 영남권을 포함한 남부권 암 환자들에게 최상의 의료 복지를 제공하고 지역 내 대학·연구기관과 연계한 ‘암 치료 산업 허브’로 거듭날 전망이다.

△ 글로벌 선진 사례 분석을 통한 한국형 중입자 치료 프로토콜 수립 : 일본은 1994년 방사선의학종합연구소(현 QST 병원)를 시작으로 현재 총 7개 시설에서 연간 5,000명 이상의 환자를 치료하며 세계 중입자 치료 분야를 선도하고 있다. 

축적된 임상 데이터를 바탕으로 우수성을 인정받아 일본 내에서 전체 대상 질환의 거의 80%에 대해 건강보험이 적용되고 있다. 현재 미적용 질환(식도암, 신세포암 등)에 대한 보험 확대를 위해 7개 시설이 연합하여 다기관 공동 임상 연구를 수행 중이며, 기존 보험 적용 질환에 대해서도 치료 기간 단축 및 선량 최적화를 위한 시험을 지속하고 있다. 

중입자 치료의 잠재력을 극대화하기 위해서는 각 시설의 특색을 살린 유연한 운영과 연구가 필수적이다. 

일본의 시설들이 대학병원 부설형, 도시 밀착형 등 각자의 강점을 바탕으로 협력하듯, 한국의 신규 중입자 센터들 역시 지혜를 모아 안전하고 효과적인 표준 모델의 구축이 필요하다. 

기장중입자치료센터는 연구용 빔 라인 구축과 방사선 의·생명 연구 허브의 육성을 통한 지속적인 연구를 통해 중입자 치료의 한국형 표준 모델 구축에 앞장서 나갈 것이다. 

나아가 완치율을 높이기 위해서는 중입자 치료 단독 시행의 한계를 넘어 약물요법, 면역요법, 수술 등을 병행하는 다학제적 치료가 반드시 병행되어야 한다. 

현재 X선 치료에 비해 부족한 병용 요법의 근거를 확보하고, 국내 중입자치료센터들과 협력하여 한국형 암 치료 프로토콜 내에 중입자 치료를 체계적으로 통합하는 방안을 깊이 고민해 나갈 것이다. ▣