【신기술 3】 ‘루테튬-177’첫 국산화 대량생산

편집부 기자
입력 2022.11.10 00:00

‘루테튬-177’첫 국산화 대량생산

원자로 ‘하나로’이용해 개발…희소 질환 치료

대표적인 희소 질환으로 알려진 신경내분비암과 전립선암 치료 등에는 루테튬-177이 사용된다. 루테튬-177은 진단과 동시에 치료가 가능한 테라노스틱스(theranostics) 방사성동위원소로 어떤 항체 등과 결합하느냐에 따라 활용 분야가 굉장히 넓다. 하지만 국내에서는 공급이 어려워 전량을 해외 수입에 의존하고 있다. 이에 국내 연구진이 국내기술로 루테튬-177을 순수 국내기술로 첫 공급을 하게 돼 화제를 모으고 있다. 이번 기술은 원자력연의 원자로 ‘하나로’가 이용돼 더 주목받고 있다.

글 최종숙 기자

자료 한국원자력연구원

한국원자력연구원(이하 원자력연)은 지난 8월 10일 그동안 해외수입에 의존하고 있던 고순도 루테튬-177(Lu-177)을 순수 국내 기술로 생산·공급할 수 있게 됐다고 밝혔다. 그동안 국내 의료계가 염원하던 고순도 루테튬-177 생산에 필요한 전 공정을 자립하고 국산화하는 데 성공한 것이다.

루테튬-177은 신경내분비암과 전립선암 등 희소 질환의 진단과 동시에 치료가 가능한 테라노스틱스(theranostics) 방사성동위원소다. 의료용 방사성동위원소는 중성자를 쪼여 방사성동위원소를 만드는 ‘조사 과정’과 필요한 동위원소만 선별, 추출하는 ‘분리·정제 과정’으로 나뉜다. 지난 2020년 연구원은 고순도 루테튬-177을 국내 최초로 생산해 시험적으로 공급한 바 있다. 하지만 당시에는 해외에서 중성자 조사를 거쳐 후속 절차만을 국내에서 수행했었다. 또한 이번 성과는 국내 유일의 연구용 원자로인 ‘하나로’를 이용해, ‘중성자 조사’과정 또한 국산화했다는 점에서도 주목할 만하다. 방사성동위원소는 시간이 지나면 자연스레 양이 줄어들기 때문에 국내 연구로인 하나로를 이용하면 운송 시간이 짧아져, 반감기에 따른 품질 저하를 줄일 수 있다.

연구로에서 생성된 루테튬-177은 동위원소생산시설에서 분리·정제 과정을 거치는데, 이는 순도를 높이기 위한 것이다. 원자력연 연구진은 2020년 분리 장비와 자동화 프로그램을 독자 개발한 이후에도 지속해서 성능을 개선해왔다. 특히 루테튬-177을 분리하는 용매를 변경하고 이를 담는 분리컬럼(column) 길이를 최적화해 기존 대비 분리 시간을 약 40 % 단축했다고 밝혔다. 또한 원자력원은 지난 7월 하나로 가동 기간에 70 ㎎의 표적을 토대로, 920 mCi(약 3,000만 원)의 루테튬-177을 생산하는 데 성공했다. 그중 일부를 분리·정제해 서울대학교병원 및 경북대학교병원에 시험 공급했다. 중성자 조사부터 분리·정제, 공급지 운송까지 모든 해당 과정은 10일 이내로 진행돼, 유통 시간이 확연하게 줄어듦을 확인했다. 기존 수입 과정에서 해외 운송에만 2주가량 소요되던 이전과 비교해, 비용 및 시간 등 다양한 측면에서 이번 연구는 획기적이라고 볼 수 있다.

이후 서울대학교병원과 경북대학교병원 두 병원에서는 루테튬-177이 항체처럼 특정 질병을 표적 하는 물질과 결합하는 표지 효율이 99 % 이상임을 확인했다. 이는 원자력연에서 생산한 방사성동위원소의 순도가 높다는 것을 알 수 있다. 연구진은 2023년에는 대용량 분리·정제 장비를 개발해, 한 번에 1~2 Ci(1 Ci=1,000 mCi) 규모의 루테튬-177 생산하는 것을 목표로 하고 있다고 밝혔다. 이는 국내 연구용 수요를 충분히 만족하는 규모다.

동위원소연구부 최강혁 박사를 중심으로 이뤄진 이번 연구는 2021년부터 과학기술정보통신부 사업인 ‘방사성동위원소 산업육성 및 고도화 기술지원사업’으로 진행되고 있다. 이번 연구에 관련해 원자력연의 박원석 원장은 “하나로가 본격적으로 가동함에 따라, 우리나라도 루테튬-177 대규모 상업 생산에 한발 가까워졌다”며 “한국원자력연구원은 의료용·산업용 방사성동위원소를 중심 공급지로써, 앞으로도 국민의료복지에 기여하겠다”라고 밝혔다.