[공동연구소개]

방사선치료의 항부정맥 기전 연구

“이번 호에는 서로 다른 두 분야의 연구자들의 성공적인 공동연구를 소개합니다.
의대 구성원들에게 소개하고 싶은 공동연구가 있으시면 저희 함춘인사이드 편집위원회로 연락 주시기 바랍니다.”

 

장지현(방사선종양학과)교수 /차명진(순환기내과)교수

1. 연구 분야

저희 연구는 심장 질환, 특히 부정맥의 치료에 방사선치료를 적용하는 매우 새로운 분야에 집중하고 있는 연구입니다. 순환기내과 차명진 교수와 방사선종양학과 장지현 교수의 주도하에 2017년부터 시작한 연구로서, 심장 질환에의 방사선 치료의 적용뿐 아니라, 방사선이 심장에 미치는 영향도 저희 연구진의 주요 관심 분야입니다. 2018년부터는 방사선기술개발사업의 지원을 받아 연구를 진행 중입니다.

2. 연구 배경

방사선치료는 주로 암 치료 및 일부 양성질환의 치료에 쓰이는 치료법입니다. 방사선치료는 기술적, 학문적으로 많은 발전을 이루어 왔으며, 특히 최근 10년 동안 체부정위방사선치료 (방사선수술, Stereotactic ablative radiotherapy (SABR))의 적용이 늘어나면서, 작은 부위에도 더욱 정교하고 정확한 치료가 가능하게 되었습니다. 이에 따라 기존에 방사선치료를 고려하기 어려웠던 부위나 질환에도 적용이 가능하게 되었으며, 그 중 하나가 심장 부정맥입니다. 약물치료나 침습적 시술에도 반응하지 않는 치명적 부정맥을 경험하는 환자들에게 심장 방사선치료는 훌륭한 치료수단이 될 수 있습니다. 2014 년 무렵부터 외국에서 1-2건 시작되던 치료가, 2017년에 NEJM 에 실린 Washington University of St. Louis 의 case series 를 시작으로 현재 세계 전역에서 적용이 시도되고 있는 분야이며, 2017 년부터 저희 연구팀도 준비를 시작하여 현재 세포실험, 동물실험, 임상연구에 이르는 연구를 셋업하여 진행 중입니다.

3. 공동연구의 특징

본 연구의 특징적인 점은, 이미 성숙한 학문간의 새로운 융합의 시작이라는 것입니다. 순환기내과와 방사선종양학과는 거의 접점이 없다시피 한 분야였기 때문에, 상호의 영역에 대한 이해를 시작으로 biological, physiological mechanism에 대한 초기 지식부터 쌓아가야 하는 단계입니다. 따라서 본 연구에서는 서로의 분야에 대한 충분한 이해를 바탕으로 한 협업에 가장 중요한 가치를 두고 있습니다. 연구를 진행하면서 평소에 잘 접하지 않아 생소했던 영역에 대해 최고의 전문가와 함께 토론하면서 새로운 아이디어를 얻고, 연구를 진행할 수 있다는 점이 서울대학교 의과대학의 절대적인 강점이라는 것을 새삼 감사히 느끼며, 저희들이 앞으로 나아가야 할 방향이라고 생각하고 있습니다.

4. 연구 내용

저희가 집중하고 있는 연구는 다음과 같습니다.

1) 전임상연구

생리학 교실의 김성준/최성우 교수님과 함께, Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes (hiPSC-CMs) 에 고선량의 방사선을 조사(irradiation)하여 단일심근세포의 전기생리학적 기능에 미치는 영향을 분석합니다. 그리고 Multielectrode Array (MEA) 기법을 활용하여 심근세포간 활동전압 전달의 변화도 연구하고 있습니다.

<세포실험 연구에 쓰이는 장비 및 연구진>

또한, 고에너지 방사선치료의 항부정맥효과는 임상시험을 통해 효과는 알려져 있으나 그 기전과 optimal effective radiation dose/fractionation 에 대해서는 알려져 있지 않아서, 이에 대해 rat, canine model 을 이용한 전임상실험을 바탕으로 기전을 밝혀내고자 노력하고 있습니다. 또한 심실 빈맥뿐 아니라 심방 세동에 방사선치료의 적용 가능성에 대해서도 canine model을 통해 연구하고 있습니다. 순환기내과 소속 두 명의 연구원 (김무강, 윤혜선)과 함께 실험을 진행 중이며, 병리학 교실의 서정욱 교수님께서 병리학적인 분석에 많은 도움을 주셨습니다.

<동물모델 실험내용 및 연구진>

2) 임상연구

이상의 연구들을 바탕으로 국내 최초로 IRB 승인을 득하여 난치성 심실 빈맥에 대한 심장 방사선 치료 임상 연구 하에 실제 환자 치료를 시행하고 있습니다. 기초연구를 하며 얻은 지식들이 임상에 적용이 되는 것을 몸소 경험하며 큰 보람을 느끼고 있습니다. 

<난치성 심실 빈맥 방사선치료 연구진>

연구를 시작한지 오래되지는 않았으나 시작단계부터 순환기내과 오세일 교수님과 방사선종양학과 김학재 교수님을 비롯한 여러 선생님들, 병원과 교실들의 적극적인 도움으로 세계적인 흐름에 일찍 합류할 수 있었습니다. 

새로 개척하는 분야인 만큼 여러 교수님들께 많은 관심 부탁 드립니다.