[의학 정보] 수술 중엔 눈, 수술 후엔 치료제 — 뇌종양 잡는 '더블펀치' 나노입자 (2026.08.10)

수술 중엔 눈, 수술 후엔 치료제

교모세포종을 잡는 '더블펀치' 나노입자 — UTS·하버드·허난대 공동연구

가장 악성인 뇌종양 '교모세포종(glioblastoma)'은 수술로 다 잘라내기가 사실상 불가능하고, 뇌혈관장벽 때문에 약물도 잘 닿지 않는다. 호주 시드니공과대(UTS)·하버드대·중국 허난대 공동 연구팀이 국제학술지 『사이언스 트랜스레이셔널 메디신』에, 수술 중에는 종양의 위치를 밝혀주는 '길잡이'로, 수술 후에는 남은 암세포를 태워 없애는 '치료제'로 두 번 일하는 나노입자 플랫폼을 발표했다.

왜 주목해야 하나 — 5년 생존율 7%의 벽

교모세포종은 성인 뇌종양 가운데 가장 흔하면서도 가장 치명적인 유형이다. 종양 세포가 정상 뇌조직 깊숙이 실뿌리처럼 파고들기 때문에 수술로 눈에 보이는 덩어리를 제거해도 미세한 잔존 세포가 반드시 남고, 이 세포들이 재발의 씨앗이 된다. 여기에 뇌를 보호하는 혈액뇌관문(blood-brain barrier)이 항암제와 방사선 치료 효과까지 가로막아, 5년 생존율이 약 7%에 그친다.

무엇을 밝혔나 — 원자 단위로 설계한 2차원 나노시트

연구팀이 개발한 물질은 반도체 산업에서 쓰는 원자증착 기술로 백금 원자를 하나하나 심어 만든 초박막 2차원 나노시트다. 여기에 형광 염료와, 혈액뇌관문을 통과해 교모세포종 세포에 달라붙는 표적 분자를 함께 붙였다. 같은 근적외선 파장의 빛으로 두 가지 기능을 순서대로 켤 수 있다는 점이 핵심이다.

연구를 이끈 시 빙양(Bingyang Shi) UTS 나노의학 석좌교수는 "하나의 물질이 순서대로 두 가지 역할을 하도록 설계했다. 수술 중에는 정밀한 길잡이가 되고, 수술 후에는 표적화된 정리 치료가 된다"고 설명했다.

상세 메커니즘 — 수술 중엔 형광, 수술 후엔 광열·광역학 치료

수술 중에는 나노시트에 붙인 형광 염료가 육안으로는 보이지 않는 근적외선 파장에서 빛을 내, 지름 44마이크로미터 크기의 미세한 종양 세포 덩어리까지 의사가 눈으로 확인할 수 있게 해준다. 이는 현재 임상에서 쓰는 영상 장비의 해상도를 뛰어넘는 수준이다.

눈에 보이는 종양을 제거한 뒤에는, 같은 물질을 수술 부위에 다시 투여하고 같은 파장의 빛을 쬔다. 이때 백금 원자가 종양 조직에 남은 과산화수소를 산소로 바꿔, 암세포를 지켜주던 저산소 환경을 무너뜨린다. 동시에 빛이 열과 활성산소 등 반응성 분자를 만들어내 수술로도 제거하지 못한 미세 암세포를 파괴한다.

구분	치료 방법	60일 생존율 / 생존 기간
대조군	수술만 시행	평균 42일 생존
치료군	수술 + 더블펀치 나노입자(영상+광치료)	60일 생존율 100%

※ 생쥐 교모세포종 모델 실험 결과이며, 사람 대상 임상 결과가 아님

동물실험 결과와 한계

생쥐 교모세포종 모델 실험에서, 이 물질로 치료받은 그룹은 수술 60일 뒤 생존율이 100%였던 반면 수술만 받은 그룹은 평균 42일 만에 사망했다. 후속 관찰에서 뚜렷한 신경학적·운동 기능 이상도 나타나지 않았다.

다만 시 교수는 "결과는 매우 고무적이지만 아직 사람이 아닌 생쥐 모델의 초기 연구 단계라는 점이 중요하다"며 "사람 뇌 크기에서도 영상·치료 성능이 유지되는지 확인이 필요하다"고 선을 그었다. 대규모 후속 연구와 임상시험을 거쳐야 실제 환자에게 적용할 수 있다.

전망과 우리 생활에 미칠 영향

이 기술이 임상까지 이어진다면, 집도의는 수술 중 눈에 보이지 않던 암세포 경계를 더 정확히 확인하고, 수술 후에는 남은 미세 병소까지 한 번에 정리할 수 있게 된다. 교모세포종처럼 재발이 숙명처럼 따라붙는 암에서 '재발까지의 시간'을 늘리는 실질적인 진전이 될 수 있다. 아직 임상 적용까지는 시간이 필요하지만, 진단과 치료를 하나의 물질로 통합하는 이런 접근법은 뇌종양뿐 아니라 다른 고형암 수술에도 응용될 가능성이 있어 앞으로의 임상 데이터를 지켜볼 만하다.

출처

University of Technology Sydney, "Knocking out deadly brain cancer with a double punch" 관련 연구 보도, News-Medical.net "Scientists combine imaging and phototherapy in a single tool against glioblastoma" (2026.08.06)

Shangguan, P. et al. (2026) Spatiotemporal-switchable 2D NIR-II single-atom nanozyme for single-cell–level surgical navigation and glioblastoma phototherapy. Science Translational Medicine. DOI:10.1126/scitranslmed.aeb8054

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