말초 폐암에 대한 기관지내 광역학 치료를 수행하기 위한 새로운 광 전달 방법

이 연구의 주요 초점은 말초 폐 종양에 적용되는 혁신적인 광역학 치료(PDT) 모드의 개발입니다. 원발성 폐암 또는 폐로의 전이성 종양을 포함한 폐 종양에 대한 현재 치료법에는 수술, 화학요법(표적요법 및 면역요법 포함), 방사선 요법이 포함됩니다. 치료법의 선택은 종양 크기, 침윤, 유전적 특성, 환자의 전반적인 건강 상태 등의 요인에 따라 달라집니다.

초기 단계 말초 폐 종양의 경우, 현재의 수술 방법을 대체할 최소 침습적 치료 방식을 개발하려는 지속적인 노력이 있습니다. 컴퓨터 단층촬영 유도 경피 또는 기관지경 유도 고주파 절제(RFA), 마이크로파 절제, 광역학 치료와 같은 기술이 활발히 연구 개발되고 있습니다. 광역학 치료는 암세포에 선택적으로 흡수되는 특수 광과민성 약물을 활용한 후 특정 파장의 빛에 노출되어 암세포를 파괴하는 반응을 유발하는 치료법입니다.

광역동요법은 초기 중추기도 폐암이나 기도 폐쇄를 유발하는 진행성 종양 치료에 성공했지만 한계가 있습니다. 빛의 투과가 제한되어 직경 약 1.5~2cm의 치료 범위가 가능합니다. 종양 전체를 덮기 위해서는 다중 유도와 광선 치료가 필요하므로 시술의 기술적 어려움이 증가합니다.

빛은 직선으로 이동하며 조직 경계면에 닿을 때 침투, 흡수 및 반사를 거쳐 조직 내 침투를 제한합니다. 미국의 Friedberg 박사는 2003년에 미네랄 오일(굴절률 약 1.47)과 같은 굴절률이 높은 재료를 사용하여 기관과 기관지에서 빛을 전도할 수 있는 새로운 조명 모드를 제안했습니다. 그러나 미네랄 오일은 폐 조직에 해로우므로 실수로 기도로 흡입할 경우 심각한 합병증을 일으킬 수 있습니다.

본 연구에서는 굴절률이 1.47인 조영제인 리피오돌이 미네랄 오일의 잠재적인 대안으로 간주되었습니다. 리피오돌은 양귀비씨 오일과 요오드 이온의 혼합물이며 림프검사 또는 간 종양의 색전술 치료에 흔히 사용됩니다. 이는 폐 종양을 시각화하고 위치를 찾는 수단으로 기관지경 주입을 위한 임상 실습에서 수년 동안 사용되어 왔습니다.

연구팀은 이러한 점을 토대로 전자기 내비게이션 기관지경을 이용해 종양이 있는 폐 분절의 근위 기관에 리피오돌을 주입하면 종양이 리피오돌로 완전히 둘러싸일 수 있다는 가설을 세웠다. 근위 기관의 후속 광선 요법은 종양 조직, 혈관 공급 및 림프 조직을 포함하여 리피오돌을 함유한 폐 조직을 조명하여 종양 조직과 잠재적인 초기 미세 전이를 선택적으로 죽입니다.

연구팀은 돼지 모델을 이용한 전임상 시험을 진행해 기관지경 검사를 통해 말초 폐종양 위치에 리피오돌을 주입할 수 있음을 확인했다. 더욱이, 리피오돌을 주사한 폐 조직에서 현재 에너지 설정(200 J/cm, 400 mW/cm, 500초)을 사용한 광선 요법은 안전한 것으로 나타났습니다.

미국의 다기관 임상시험(ClinicalTrials.gov) 식별자: NCT02916745)는 말초 폐 종양에 대한 PDT를 조사했습니다. 치료 48시간 전에 포토프린을 정맥주사하였고, 전자기 내비게이션 기관지경과 기관지경 초음파의 지도하에 광섬유를 200 J/cm, 400 mW/cm, 500초의 에너지 설정으로 PDT를 위한 종양 부위에 삽입하였다. 2019년 1월 현재 이 임상시험에는 심각한 합병증이 보고되지 않은 5명의 환자가 포함되어 초기 안전성과 타당성을 나타냈습니다. 이 시험과 팀이 제안한 새로운 PDT 조명 모드를 기반으로 2021년 10월에 인간 임상 1상 시험이 시작되어 2022년 2월까지 진행됩니다. 세 가지 사례가 치료되었으며 초기 관찰은 안전성과 타당성을 시사합니다. 불행하게도 한 환자는 빠른 질병 진행으로 인해 치료 6주 후 폐쇄성 폐렴에 걸렸으나 치료와 관련된 합병증으로 간주되지는 않았습니다.

치료 효과가 예상만큼은 아니었지만 최적의 조명 용량을 결정하려면 추가 임상 시험이 필요합니다. 진행 중인 임상시험(NCT02916745)에서 두 사례는 심각한 합병증 없이 서로 다른 방향에서 다중 광선 치료를 받았습니다. Allison 박사의 증례 보고서에서는 표준 치료를 받을 수 없는 환자에게 48시간 간격으로 두 번의 광선 치료를 실시하여 성공적이고 합병증이 없는 기관지경 PDT를 보여주었습니다.

임상 시험의 다음 단계는 팀의 2022년 단일 광선 치료 시험을 기반으로 제안되었으며, 다양한 방향의 다중 광선 치료와 48시간 후 추가 용량을 사용하여 안전성과 효능을 평가하는 것을 목표로 합니다. 이 연구는 최소 기본 조명 복용량(NOAEL)과 향후 1상 임상 시험에서 가능한 유효 복용량에 대한 참고 자료가 될 것입니다.