🧪 암세포만 '반짝'…형광빛으로 암 진단

 

 

 

 

암세포만 ‘반짝’하는 형광 진단 기술, 최근 한국 연구진도 뛰어난 성과를 발표했습니다.

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🧪 형광 진단 기술이란?

• 형광 프로브 (fluorescent probe): 암세포에만 선택적으로 결합하여 빛을 내는 분자로, 조직 내에서 암과 정상 세포를 빛의 차이로 직접 구분할 수 있습니다. chosun.com+5ibric.org+5ibric.org+5
• 실시간 수술 지도법 (Fluorescence image-guided surgery, FGS): 수술 중 형광을 이용해 종양을 모니터링하며 정밀하게 절제합니다 en.wikipedia.org.

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한국·중국 공동 연구 사례: 간암/대장암 표적 프로브

1. SLY: sLex & sLea 글라이칸에 결합해 암세포만 노란색 형광 발생
2. 미토콘드리아에 축적돼 밝고 뚜렷한 경계 표현
3. 생쥐 실험에서 간암 조직 테두리를 명확히 강조하며 기존 대비 높은 선택성과 정밀도 kbsi.re.kr+5ibric.org+5m.dongascience.com+5

핵심 장점:

• 정상 조직과 구분 잘 됨
• 사람 눈으로도 육안식별 가능

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근적외선(NIR) 프로브 기술

• 한국기초과학지원연구원 공동 개발: 저산소증 활성형 NIR 프로브, 암 조직에서만 밝게 켜지도록 설계
• 조직 투과력 증가, 수술 중 실시간 활성 확인, 정상 조직 최대한 보존 가능 ibric.org+1koreapost.com+1kbsi.re.kr+1ibric.org+1

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해외 최신 연구 동향

• TiY 프로브(대장암): 10분 내 외과용 내시경으로 암 조직 실시간 식별 ✅ ibric.org+3nature.com+3kbsi.re.kr+3
• 간암용 cLG/hLR 쌍 프로브: 건강세포와 암세포 모두 구분해 정확도 상승 ibric.org+2pubmed.ncbi.nlm.nih.gov+2pubs.acs.org+2
• 5-ALA 기반 PpIX 형광: 뇌종양·방광암·두경부암 수술에 이미 clinical 적용 중 en.wikipedia.org

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정리 및 향후 전망

기술장점과제

세포 표적 프로브 (SLY, cLG/hLR)	높은 선택성, 뚜렷한 시각화	인체 적용 확대, 안정성 검증
근적외선 NIR 프로브	심층 조직 투과력, 수술 중 실시간 사용	프로브 활성 민감도 최적화
5‑ALA / TiY	임상 적용 사례 증가	다양한 암종 적용 확대

 

➡️ 암세포를 빛으로 단순히 ‘보이게’ 하는 이 기술은 진단 정확도 향상과 수술 안전성을 동시에 높이며, “빛으로 암을 제거하는 시대”를 앞당기고 있습니다.

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✅ 임상 적용된 사례

1. Pafolacianine (제품명 Cytalux / OTL38)

• 용도: 난소암 및 폐암 수술 중 종양 식별 보조
• 승인 현황: 미국 FDA 2021년(난소암), 2022년(폐암)에 첫 승인
• 특징: 엽산 수용체에 결합해 암 조직 형광화, 수술 중 의사가 실시간으로 암 부위 식별 가능

2. Pegulicianine (제품명 Lumisight)

• 용도: 유방종양(루미펙토미) 수술 후 남아 있는 암 조직 검출
• 승인 현황: 미국 FDA 2024년 4월 승인
• 특징: 수술실에서 잔여 암세포 자동 형광 검출, 재수술 위험 감소 기대

3. 5‑ALA 기반 PpIX 형광

• 용도: 뇌종양, 방광암, 두경부암 등 다수
• 임상 적용: 이미 수술 중 형광 조영제로 널리 활용 중 en.wikipedia.org+3en.wikipedia.org+3nature.com+3

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🔬 현재 진행 중인 임상시험

1. LUM015

• 상황: 연조직육종 모델에서 안전성 확인, 인간 대상 1상 진행

2. TiY 프로브 (대장암)

• 임상시험 단계: 수술 전 조직 샘플 ex vivo 시험 단계
• 성과: 18명 대장암 환자 조직에서 종양 대비형광 세기 증가 확인 reporter.nih.gov+1ohsu.edu+1nature.com+1mdpi.com+1

3. IRdye 기반 NIRF 프로브

• 진행 현황: 전 세계 20여 개 이상의 임상시험에서 쓰이는 대표적 형광탐촉제

4. Oral NIRFI (구강암 조기진단)

• 임상시험: 2023년 50명 대상 임상
• 결과: 일반 육안검사 대비 정확도 91% vs 72%, 민감도 높고 놓침률 낮음 pmc.ncbi.nlm.nih.gov

5. OTL-38 추가 임상시험

• 내용: 폐암 확인 수술용 FDA 승인 임상
• 임상 등록번호: NCT04241315 en.wikipedia.org

6. PEGULICIANINE / ABENACIANINE / 기타

• Pegulicianine는 승인 후 초기 실사용 단계로, ABENACIANINE(VGT‑309) 등도 전이암 탐지 임상 준비 중 pubs.acs.org+13en.wikipedia.org+13en.wikipedia.org+13

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🧭 요약

기술 / 약물적용 암 종류현황

Pafolacianine (Cytalux)	난소암, 폐암	FDA 승인, 임상 사용
Pegulicianine (Lumisight)	유방암 잔여 암 검출	FDA 승인, 활용 단계
5‑ALA / PpIX	뇌종양 등	수술 중 형광 네비게이션 적용
LUM015	연조직육종	인간 대상 1상 임상시험 중
TiY 프로브	대장암	ex vivo 임상 전 단계
구강암 NIRFI	구내병변	50명 대상 임상 진행, 우수결과
IRDye 계열	다양한 암 (림프절, 위암 등)	20건 이상 임상시험 중
Abenacianine 등	여러 고형암	전임상 / 임상시험 준비 중

 

이처럼 형광 기반 진단·수술 기술은 특정 암에서 이미 임상 적용되고 있고, 다양한 암종 대상으로 임상시험이 활발히 진행 중입니다. 특히 FDA 승인된 형광 조영제가 상용화됨에 따라 수술 정확도와 보존성 모두 개선되고 있는 단계입니다.

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✅ 형광 진단이 활용되는 주요 암종별 사례

1. 뇌종양 (예: 교모세포종)

• 형광물질: 5‑ALA → PpIX(프로토포르피린 IX) 형성
• 특징: 수술 전 5‑ALA 경구 투여 → 종양 조직이 붉게 형광 발광
• 임상 활용: 유럽·일본·한국 일부 병원에서도 뇌수술 중 사용 중
• 장점: 종양과 정상 뇌 조직 경계가 뚜렷해 수술 정확도 증가

2. 방광암

• 형광물질: 5‑ALA 또는 HAL (헥실아미노레불린산)
• 적용 방식: 방광 내시경 시 약물을 주입하고 형광 내시경으로 관찰
• 성과: 비근침윤성 방광암 조기진단에 탁월, 재발률 감소

3. 난소암 / 자궁암

• 형광물질: Pafolacianine (Cytalux)
• 기전: 엽산 수용체(alpha)에 특이적으로 결합
• 활용 방식: 복강경 수술 중 암세포 탐색
• 특징: 미세한 전이 병변까지 검출 가능

4. 폐암

• 형광물질: OTL-38 (Pafolacianine)
• 적용 부위: 주로 비소세포폐암(NSCLC) 수술 시 종양 위치 식별
• 성과: 폐 주변 림프절 전이도 조기 확인 가능

5. 유방암

• 형광물질: Pegulicianine (Lumisight)
• 용도: 종양 절제 후 잔존 암세포 탐지
• 장점: 수술 직후 암 조직이 남아 있는지 여부 실시간 확인

6. 두경부암

• 형광물질: 5‑ALA 또는 IRDye800CW
• 용도: 종양 제거 범위 설정
• 특징: 혀, 후두 등 복잡한 해부 부위에서 안전한 절제에 기여

7. 대장암

• 형광물질: TiY 프로브
• 활용 방식: 내시경 + 형광 프로브를 통한 선암/조기암 분별
• 성과: 사람 조직에서도 종양 조직만 강한 형광 반응

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📌 참고: 주요 형광물질 및 적용 정리

형광물질적용 암종특이사항

5‑ALA / HAL	뇌종양, 방광암, 두경부암	PpIX 생성 → 붉은 형광
Pafolacianine (Cytalux)	난소암, 폐암	엽산 수용체 결합
Pegulicianine	유방암	재수술률 감소 기여
TiY	대장암	빠른 반응, 10분 내 진단
IRDye800CW	두경부암, 위암 등	근적외선 기반 고투과 형광

 

이처럼 형광 기반 진단 기술은 조기 진단, 수술 정확성 향상, 암 재발률 감소에 기여하며 여러 암종에서 빠르게 확산되고 있습니다.

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🔧 수술 중 형광 진단 시스템 구성

1. 형광 탐지용 광원 (Excitation light source)

• 형광물질에 따라 특정 파장의 빛을 조사해야 함
  • 예: 5‑ALA는 405nm 보라빛, IRDye800CW는 780nm 근적외선
• 보통 레이저, LED 광원이 사용됨

2. 형광 내시경 또는 현미경

• 일반 내시경/현미경에 형광 필터 장착
• 암 조직이 발산하는 형광만 걸러내어 영상화
• 듀얼 모드 지원: 일반 영상과 형광 영상 전환 가능

3. 감지 카메라 (Detection camera)

• 낮은 밝기의 형광 신호를 감지할 수 있는 고감도 카메라 필요
• sCMOS, InGaAs 센서 등이 주로 사용됨
• 형광 강도에 따라 컬러맵(heatmap)처럼 시각화 가능

4. 영상 처리 소프트웨어

• 수술 중 영상 실시간 분석 및 화면 출력
• 형광 신호를 증강하거나, 정상 조직과 구분하는 윤곽선 생성
• 일부 시스템은 AI 기반 패턴 분석 기능도 탑재

5. 표시 디스플레이 / 헤드셋

• 수술실 내 모니터 또는 **AR 헤드셋(예: HoloLens)**로 표시
• 수술자가 실시간으로 육안 + 형광 영상 병행 확인 가능

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🎥 실제 사용 사례 예시

시스템설명사용 암종

SPY Elite (Stryker)	적외선 형광 혈류 감시 시스템	유방암, 간암 등
Fluobeam® (Fluoptics)	근적외선 프로브 감지용 포터블 장비	갑상선암 등
PINPOINT (Novadaq)	수술 중 IR 형광 + 컬러 영상 병합 시스템	복강경 수술
VISION SENSE®	3D 형광 영상 제공	폐암, 위암
AR 기반 스마트글래스	형광 정보를 시야에 투영	연구 중

 

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💡 시스템의 장점

• 정확한 종양 테두리 확인
• 정상조직 보존 극대화
• 잔존 암조직 탐지 용이
• 실시간 안내 기능

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⚠️ 고려할 한계

• 형광 신호 세기 약하거나, 조직 투과가 어려운 경우 오진 가능
• 시스템 구축 비용 높음 (억 단위 장비 포함)
• 형광물질마다 환자 개별 반응 차 존재

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이러한 시스템 덕분에 수술 중 암 조직 식별이 **‘감’이 아닌 ‘시각적 데이터’**를 기반으로 이뤄지고 있으며, 특히 복잡한 수술이나 재수술 방지에 큰 도움이 되고 있습니다.