신경교종 101

미국에서는 매년 약 20,000명이 신경교종 진단을 받으며, 이는 가장 흔한 유형의 뇌종양 중 하나이다. 또한 가장 치명적인 것 중 하나이다. 신경교종의 절반 이상이 "교모세포종"이라고 불리는 공격적인 유형이다. 이 유형의 환자 중 단 5%만이 진단 후 5년 이상 생존한다.

신경교종은 종양을 가능한 한 많이 제거하는 수술로 치료한 후, 놓쳤을 수 있는 세포를 죽이는 또 다른 치료법으로 치료하는 경우가 많다. 하지만 의사가 어떤 치료법을 투여해야 할지 즉시 아는 것은 어렵고 많은 신경교종의 공격성을 고려하면 대안을 시도할 시간이 없을 수도 있다.

브리검 여성병원의 신경외과 의사인 피에르파올로 페루치(Pierpaolo Peruzzi)는 “이러한 종양을 치료하는 방법에 가장 큰 영향을 미치려면 특정 환자에게 어떤 약물이 가장 효과적인지 조기에 이해할 수 있어야 한다.”고 말했다. "문제는 현재 이 질문에 답할 수 있는 도구가 충분하지 않다는 것이다."

마이크로디바이스

페루치와 그의 동료들은 이제 수술 중에 종양 내 미세 장치(IMD)라고 불리는 종양 내부에 박힐 수 있는 작은 임플란트를 개발했다. 임플란트는 쌀알 크기에 불과하지만 수술 과정에서 종양의 여러 부위에 최대 20가지 약물을 투여할 수 있다.

그런 다음 종양 조직과 함께 임플란트를 제거한 후 냉동하여 분석을 위해 실험실로 보낸다. 그런 다음 연구자들은 조직의 각 부분에서 세포 사멸과 DNA 손상의 징후를 찾아 환자의 암에 가장 효과적인 약물을 결정할 수 있다.

페루치는 “이것은 실험실이나 페트리 접시에 있는 것이 아니다.”고 말했다. "실제로 실제 환자에게 실시간으로 나타나 이러한 종양이 치료에 어떻게 반응하는지에 대한 완전히 새로운 관점을 제공한다."

마이크로디바이스의 사용 방법을 보여주는 다이어그램. 출처: Pierpaolo Peruzzi et al.

1단계 실험에서 연구원들은 신경교종 제거 수술을 받는 6명의 환자를 대상으로 마이크로장치를 테스트했는데, 원치 않는 부작용이 발생하지 않았다.

또한 이 시험에서는 마이크로 장치를 표준 수술에 통합하는 것이 의사에게 큰 부담이 되지 않으며 환자의 비용도 크게 증가하지 않을 것임을 보여주었다. 병원에 따라 다르지만 브리검 여성병원에서는 $7,800의 증가를 추정했다. 병원비는 전체 수술비의 7.5%에 해당한다.

샤프 펜슬 끝과 비교한 마이크로 장치의 그림. 출처: Pierpaolo Peruzzi et al.

환자 치료 방법을 결정할 때 이 실험의 데이터는 고려되지 않았지만, 두 사람은 나중에 마이크로 장치에 탑재된 "TMZ"라는 약물 중 하나를 받았다.

그 환자 중 한 명은 치료에 반응하지 않았으며, 임상시험의 조직 분석에서도 약물에 대한 반응이 좋지 않은 것으로 나타났다. 다른 환자 1명은 TMZ에 좋은 반응을 보였고, 임상시험 기간 동안 약물에 대해 뚜렷한 반응을 보였다.

세 번째 환자는 수술을 받기 전에 약을 투여 받았다. 의사는 TMZ가 효과가 없다는 것을 이미 알고 있었지만 조직 분석 결과 해당 환자에게는 효과적이지 않을 것으로 나타났다.

물론 3명의 환자를 대상으로 테스트된 단일 약물의 예는 이 장치가 궁극적으로 치료를 얼마나 잘 향상시킬 수 있는지에 대한 결론을 도출하기에는 데이터가 너무 적으며 사전 지정된 연구 계획을 갖춘 대규모 시험이 필요할 것이다.

전망

이와 같은 장치가 환자 결과를 개선할 수 있다면 다른 유형의 뇌종양에 대한 치료법을 테스트하거나 약물 개발 중에 사용되어 잠재적으로 실험적 치료법의 혜택을 받을 가능성이 가장 높은 암 환자를 식별하는 데 사용되는 것을 상상하는 것은 어렵지 않다.

현재 연구자들은 제거 수술 며칠 전에 신경교종에 마이크로 장치를 이식하는 것이 가치가 있는지 조사하고 있다. 이렇게 하면 종양 조직에 작용하는 데 더 많은 시간을 주지만 비용도 증가하고 환자가 덜 침습적이긴 하지만 두 번째 수술을 받아야 한다.

그러나 궁극적으로 그들은 1상 시험 결과와 그들의 장치가 미래에 신경교종 진단을 받은 환자에게 어떤 의미를 가질 수 있는지에 대해 고무적이다.

페루치는 “우리는 이것이 맞춤형 의료를 위한 차세대 접근 방식이라고 낙관하고 있다.”고 말했다. "실험실을 환자에게 바로 가져갈 수 있는 능력은 우리가 수집할 수 있는 정보 유형 측면에서 엄청난 잠재력을 발휘한다. 이는 현재 선택의 여지가 거의 없는 질병에 대한 새롭고 흥미로운 영역이다."