- 진단과 치료를 동시에, 신경내분비암 등 희귀질환 치료에 쓰여 -

- 원자력연 연구용 원자로 ‘하나로’ 이용, 시간 단축 및 대량생산 역량 확보 -

□ ‘루테튬-177(Lu-177)’은 진단과 동시에 치료가 가능한 테라노스틱스(theranostics) 방사성동위원소로, 대표적으로 희귀질환인 신경내분비암과 전립선암 치료 등에 사용된다. 어떤 항체 등과 결합하느냐에 따라 활용 분야가 무궁무진하나, 국내에선 아직까지 전량 해외 수입에 의존한다.

□ 한국원자력연구원(원장 박원석)은 국내 의료계가 염원하는 고순도 루테튬-177을 순수 국내기술만으로 생산·공급할 수 있게 됐다고 10일 밝혔다. 고순도 루테튬-177 생산에 필요한 전 공정을 자립하는 데 성공한 것이다.

ㅇ 의료용 방사성동위원소는 중성자를 쪼여 방사성동위원소를 만드는 ‘조사 과정’과 필요한 동위원소만 선별, 추출하는 ‘분리·정제 과정’으로 나뉜다. 

ㅇ 지난 2020년 연구원은 고순도 루테튬-177을 국내 최초로 생산해 시험 공급한 바 있다. 하지만 당시에는 해외에서 중성자 조사를 거쳐 후속 절차만을 국내에서 수행했다.

사진1. 한국원자력연구원은 ‘하나로’를 이용해 고순도 방사성동위원소 ‘루테튬-177’ 생산 전 공정에 자립했다.

□ 이번 성과는 국내 유일의 연구용 원자로 ‘하나로’를 이용해, ‘중성자 조사’ 과정 또한 국산화했다는 점에서 한층 진일보했다. 

ㅇ 방사성동위원소는 시간이 지나면 자연스레 양이 줄어든다. 국내 연구로를 이용하면 운송시간이 짧아, 반감기에 따른 품질 저하를 줄일 수 있다.

□ 연구로에서 생성된 루테튬-177은 동위원소생산시설에서 순도를 높이기 위한 분리·정제 과정을 거친다. 연구원은 2020년 분리 장비와 자동화 프로그램을 독자 개발한 이후에도 지속적으로 성능을 개선했다. 특히 루테튬-177을 분리하는 용매를 변경하고 이를 담는 분리컬럼(column) 길이를 최적화해 기존 대비 분리 시간을 약 40% 단축했다.

사진2. 원자력연구원 방사성동위원소 생산 시설에서 ‘루테튬-177’을 제조하고 있다.

□ 연구원은 지난 7월 하나로 가동 기간에 70mg의 표적을 토대로, 920mCi(밀리퀴리, 약 3,000만 원)의 루테튬-177을 생산했다. 그중 일부를 분리· 정제해 서울대학교병원 및 경북대학교병원에 시험 공급했다. 

ㅇ 해당 과정은 중성자 조사부터 분리·정제, 공급지 운송을 통틀어 10일 이내로 진행됐다. 해외 운송에만 2주가량 소요되던 이전과 비교해, 비용 및 시간 측면에서 획기적이다.  

ㅇ 두 병원은 루테튬-177이 항체처럼 특정 질병을 표적하는 물질과 결합하는 표지효율이 99% 이상임을 확인했다. 연구원에서 생산한 방사성동위원소의 순도가 뛰어남을 의미한다.

사진 3. 원자력연구원은 확보한 ‘루테튬-177’ 일부를 서울대학병원에 공급했다.

□ 연구진은 2023년에 대용량 분리·정제 장비를 개발해, 한번에 1~2Ci(퀴리, 1Ci=1,000mCi) 규모의 루테튬-177 생산하는 것을 목표로 두고 있다. 이는 국내 연구용 수요를 충분히 만족하는 규모다. 

ㅇ 이번 연구는 동위원소연구부 최강혁 박사를 중심으로 2021년부터 과학기술정보통신부 사업인 ‘방사성동위원소 산업육성 및 고도화 기술지원사업’으로 진행되고 있다.

□ 한국원자력연구원 박원석 원장은 “하나로가 본격 가동함에 따라, 우리나라도 루테튬-177 대규모 상업생산에 한발 가까워졌다”며 “한국원자력연구원은 의료용·산업용 방사성동위원소를 중심 공급지로서, 앞으로도 국민의료복지에 기여하겠다”라고 밝혔다.