중성자는 생명을 구합니다의료용 동위원소 및 방사성 의약품 생산을 위한 연구용 원자로

[힘힘]

중성자는 생명을 구합니다의료용 동위원소 및 방사성 의약품 생산을 위한 연구용 원자로

아미레자 잘릴리안, 메리 앨본

미국 리드대학에서 의료용 방사성동위원소 생산을 위한 목표물을 조사하고 있는 연구용 원자로 노심. (사진: D. McCullough/Flickr)

의료용 방사성 동위원소의 효율적인 생산과 새로운 방사성 의약품의 개발은 다양한 유형의 암 및 기타 질병에 대한 더 나은 진단과 효과적인 치료법으로 이어지고 있습니다. 이에 따라 주로 연구용 원자로나 가속기를 이용하여 생산되는 방사성동위원소에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있으며, 임상에 사용되는 방사성의약품의 수도 급증하고 있다. 

 우리의 궁극적인 목표는 핵의학을 위한 필수 도구의 전 세계적 생산을 늘리고 일부 지역의 접근성 격차를 해소하여 암 및 기타 생명을 위협하는 질병에 걸린 취약한 사람들이 필요한 치료를 받을 수 있도록 돕는 것입니다." Melissa Denecke, IAEA 물리화학부 국장

IAEA 물리화학과 국장인 멜리사 데네케(Melissa Denecke)는 “의료용 방사성동위원소와 방사성의약품은 적절하게 준비되고 투여될 때 생명을 구할 수 있다”고 말했습니다. 

의료용 방사성 동위원소는 의약품 제제의 특정 분자에 부착될 때 쉽게 추적 가능한 방사선을 방출하는 방사성 원소로, 의료 진단에 유용합니다. 또한 전립선암, 유방암 또는 장암과 같은 암을 치료하기 위해 종양 조직을 표적으로 하는 치료 목적으로 사용될 수도 있습니다. 

방사성 의약품은 의료용 방사성 동위원소와 생물학적 활성 분자를 결합한 약물입니다. 감마 방사선을 방출하는 방사성 동위원소를 함유한 진단용 방사성 의약품은 특정 장기, 조직 또는 세포를 표적으로 삼을 수 있습니다. 주사, 흡입 또는 경구를 통해 환자에게 투여되어 감마선을 감지하는 비침습적 외부 카메라를 사용하여 표적 장기나 조직의 이미지를 생성합니다. 치료용 방사성 의약품에는 암세포를 죽이기 위해 표적 조직에 축적되는 입자 방출 방사성 동위원소가 포함되어 있습니다. 

연구용 원자로는 특히 몰리브덴-99(Mo-99), 요오드-131(I-131), 홀뮴-166(Ho-166)을 비롯한 의료용 방사성 동위원소 생산의 주요 공급원입니다. 갑상선암을 진단하고 치료하는 데 사용되는 I-131은 1940년대 초 연구용 원자로에서 생산된 최초의 방사성 동위원소 중 하나였습니다. 의료용 방사성동위원소는 약 35개 정도 생산되지만 Mo-99가 가장 큰 비중을 차지한다. 이는 테크네튬-99m(Tc-99m)의 모 동위원소로, 전 세계적으로 암과 심장, 뇌 및 뼈 질환 진단을 위한 핵의학 절차의 약 85%에 사용됩니다. 이는 최대 5천만 건의 핵의학 절차에 해당합니다. 연간.  

루테튬-177(Lu-177)은 또 다른 중요한 연구용 원자로 기반 방사성 동위원소입니다. 폴란드 국립핵연구센터 산하 방사성동위원소센터 POLATOM 연구원인 Renata Mikołajczak은 “Lu-177은 뼈 통증과 전립선암, 위암, 장암 환자를 치료하는 데 사용되는 치료용 방사성의약품 생산의 핵심입니다.”라고 말했습니다. "Lu-177을 사용하는 최소 20개의 신약이 전 세계적으로 파이프라인에 있습니다." 

2023년 5월, IAEA는 Lu-177을 사용하여 암 치료를 위한 새로운 방사성 의약품을 개발하기 위한 공동 연구 프로젝트를 시작했습니다. IAEA 방사성의약품 과학자인 Aruna Korde는 “최근 Lu-177 기반 방사선치료제의 개발은 신경내분비종양과 전립선암 치료 관리를 변화시켜 환자에게 더 나은 결과를 제공했습니다.”라고 말했습니다. "그러나 Lu-177로 표지된 치료용 방사성 의약품의 생물학적 거동에 대한 우리의 이해에는 격차가 남아 있습니다"라고 그녀는 덧붙였습니다. 조정된 연구 프로젝트는 이러한 방사선 치료제의 효능을 제한할 수 있는 요인을 식별하고 해결하는 것을 목표로 합니다. 일부 주요 암을 표적으로 삼을 수 있는 잠재력을 평가하기 위해 Lu-177 방사성 의약품의 전임상 평가를 개발하고 수행할 것입니다. 또한 Lu-177 기반 방사성 의약품의 방사성 라벨링과 품질, 안전성 및 효능 평가에 대한 지침도 제공할 것입니다. 

방사성동위원소 생산

40개 국가에는 방사성 동위원소를 생산할 수 있는 연구용 원자로가 있습니다. 그 중 약 25개가 의료용 방사성 동위원소를 적극적으로 생산하고 있습니다. 대부분의 경우 방사성동위원소는 국내 시장용으로 생산됩니다. 소수의 국가가 방사성동위원소를 지역 또는 세계 시장으로 수출하고, 일부 국가는 대량으로 수출합니다. IAEA는 연구용 원자로를 사용하여 진단 및 치료에 중요한 도구를 개발하고 제조하는 방법에 대한 지식과 전문 지식을 전 세계 국가에 제공합니다. 연구용 원자로는 방사성 의약품을 포함한 의료 응용 분야에 안전하고 안정적인 중요한 동위원소 공급원을 제공할 뿐만 아니라 근접 치료 및 의료 기기 멸균과 같은 방사성 동위원소 치료 공급원도 제공합니다. 

수요는 계속 증가하고 있습니다. SCK CEN으로 알려진 벨기에 원자력 연구 센터의 방사성 동위원소 프로젝트 관리자인 Bernard Ponsard는 "연구용 원자로 기반 방사성 동위원소에 대한 증가하는 수요를 충족시키기 위해서는 아직 갈 길이 멀다"고 말했습니다.  

IAEA는 연구용 원자로를 사용하여 의료용뿐만 아니라 산업 및 연구 개발 목적으로 방사성 동위원소를 생산하는 국가를 지원합니다. 지침 간행물을 개발하고, 정보 및 노하우 교환을 위한 기술 회의를 소집하고, 여러 국가의 연구 기관이 참여하는 조정된 연구 프로젝트를 조직하고, 교육 활동, 과학 방문 및 펠로우십을 통해 역량 구축을 촉진합니다. IAEA는 기술 협력 프로그램을 통해 개별 국가를 지원하고 지역 및 지역 간 프로젝트를 촉진합니다. 

Denecke는 “IAEA는 방사성 동위원소와 안전한 고품질 방사성 의약품을 생산할 수 있는 전 세계 전문가 커뮤니티를 구축하고 육성하고 있습니다.”라고 말했습니다. “우리의 궁극적인 목표는 핵의학을 위한 필수 도구의 전 세계적 생산을 늘리고 일부 지역의 접근성 격차를 해소하여 암 및 기타 생명을 위협하는 질병에 걸린 취약한 사람들이 필요한 치료를 받을 수 있도록 돕는 것입니다.”