차세대 의료진단용 동위원소로 주목받는 지르코늄-89(Zr-89)를 국내에서 공급할 수 있는 길이 열렸다. 지르코늄-89는 암 진단용 PET(양전자방출단층촬영) 검사와 같은 영상진단에 사용하는 동위원소로, 기존 동위원소들보다 반감기가 길어 질병에 대한 정확한 진단이 가능한 장점이 있다.

한국원자력연구원은 RFT-30사이클로트론(사이클로트론-양성자를 가속해 암 등 질병 진단을 위한 의료용 방사성동위원소를 생산하는 입자 가속기)을 이용해 양산에 성공한 지르코늄-89를 지난주 분당서울대병원에 공급했다고 4일 밝혔다. 지르코늄-89를 국내에서 생산해 의료기관으로 공급하는 것은 이번이 첫 번째 사례다.

영상진단에 활용되는 지르코늄-89는 반감기가 3.3일로, 몇 시간에 불과한 기존 동위원소들의 반감기보다 길다.

< 생산된 지르코늄-89 용액(오른쪽) 및 운반용기(왼쪽) >

이 때문에 지르코늄-89와 결합한 약물을 체내에 주입하면 영상을 통해 약물의 체내 움직임을 장시간 관찰할 수 있어 지르코늄-89를 활용한 연구가 점차 활발해지고 있다.

이러한 장점으로 해외에서는 임상실험에 활용하고 있으며, 국내에서는 아직 식품의약품안전처의 허가가 나지 않아 동물실험용이나 연구용으로만 사용되고 있다.

향후 식품의약품안전처의 허가가 완료되면 국내에서도 생체 내에서 반응시간이 긴 항체, 단백질, 나노약물 등을 이용한 종양 및 면역연구에 활용성이 클 것으로 기대된다.

앞서 지난해 9월 한국원자력연구원 첨단방사선연구소 박정훈 박사팀은 고체상 분리법을 이용한 지르코늄-89 양산시스템을 구축한 바 있다.

이 시스템은 하이드록사메이트 기반 크로마토그래피법 기술(하이드록사메이트라는 특수흡착제를 활용해 불순물을 분리하고 원하는 물질(지르코늄-89)을 추출하는 기술)을 지르코늄-89를 핵종 순도 99.9%까지 분리·정제할 수 있다.

RFT-30 사이클로트론 사진 및 설명= RFT-30 사이클로트론: 조기 암 진단을 위한 동위원소 등을 생산하는 입자 가속기. 입자가 나선형의 궤도를 통해 회전 반경이 커지면서 높은 에너지를 얻는 방식으로, 개발비가 저렴하고 비교적 작은 규모에서 효과적으로 입자를 가속시킬 수 있어 동위원소 생산 또는 저에너지 가속기에 적용되고 있다.

현재 한 번의 공정으로 130 mCi(밀리큐리, 방사선량을 나타내는 단위) 수준의 생산기술을 확보했으며, 이는 한번 생산 공정으로 약 25곳의 의료기관에 공급가능한 수준이다. 향후 300 mCi 수준으로 생산능력을 강화할 예정이다.

지금까지 국내 의료기관들은 지르코늄-89를 고가로 수입하거나 반감기가 짧은 동위원소를 사용해왔지만 양산시스템 구축으로 안정적인 공급이 가능해져 경제적이고 효율적인 연구를 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

지르코늄-89는 서울대병원 외에도 서울아산병원, 서울삼성병원, 전남대학교, 경북대학교 등 의료 및 연구기관에서 공급받기를 희망하며, 이번 서울대병원 공급을 시작으로 매달 정기적으로 신청을 받아 월 1~2회 공급할 계획이다.

정병엽 첨단방사선연구소 소장은 “동위원소 생산·공급시스템을 정립시켜 핵의학연구 및 산업체에서 필요로 하는 동위원소를 안정적으로 공급할 수 있도록 노력할 것”이라고 말했다.