윤시중 존스홉킨스 교수, "중입자 항암치료 '초격차' 비밀"

"흔히들 중입자 치료를 '꿈의 암 치료'라고 부르죠. 이를 위해서는 숙련된 전문의와 테크니션, 간호사 등 최소 대학병원 분원 수준의 인프라를 갖춰야 합니다. 여기에 기존 의료와 차별화된 '초격차 전략'이 있다면 좋겠죠. 그게 뭐냐면요.."

윤시중 존스홉킨스대학교 교수(프리딕티브 총괄사장)가 중입차 치료의 원리와 함께 '스마트 정밀' 의료와의 융합 필요성을 제언했다. 윤 교수는 서울대 물리학과 학사와 보스턴대 물리학과 석·박사를 거쳐 미국 국립보건원 국립 암연구소·당뇨소화기신장연구소 등을 거쳐 존스홉킨스 교수로 임용됐다.


최근 열린 '강원남부권 지역의료 혁신·특성화'를 위한 전문가 초청 세미나에서 윤 교수는 "'초격차 전략'으로 지역의료도 중입자 가속기를 갖춘 기존 의료시설과의 경쟁에서 차별화를 낼 수 있다"며 "치료용 외 연구용으로 장비를 추가 구축하고 다양한 시너지를 만들 수 있는 방안을 강구해야 한다"고 말했다. 이어 "정밀 의료 전공자로서 '디지털 트윈'을 활용한 개인 맞춤형 스마트 정밀 의료를 하나의 초격차 전략으로 제시한다"고 덧붙였다.

'중입자 가속기'는 약 높이 1m, 직경 20m 정도의 크기로 중입자를 가속시키는 장치다. 헬륨과 탄소를 비롯해 원자를 구성하는 양성자보다 상대적으로 무거운 입자를 뜻한다. 이온화한 중입자를 자석과 전자기력을 이용, 빛 속도의 70%까지 가속 가능하다. 가속된 중입자를 환부에 쏴 암세포를 파괴하는 게 중입자 치료의 원리다. 또 다른 방사선 치료인 X선은 경제적이지만 정상 세포도 파괴하는 부작용과 깊은 암세포의 사멸이 어렵다는 게 한계다.

윤 교수는 "중입자는 양성자보다 암세포에 도달할 때까지 에너지를 더욱 효율적으로 보존하지만, 정상세포 영양을 최소화하는 게 양성자 가속"이라며 "양성자와 중입자를 섞어 두 이온의 장점을 모두 취하는 것이 좋다"고 말했다. 이어 "여기에 환자 개개인의 장기와 종양 모양을 정밀하게 모델링한 '디지털 트윈'을 치료에 융합하면 생존율을 높이고 예후 관리 및 회복도 도울 수 있다"고 했다.


'디지털 트윈'은 개인의 DNA 정보를 활용, 개인 맞춤형 질병 위험과 약물 감수성에 대한 정보를 제공하는 플랫폼 역할을 한다. 이는 윤 교수가 창업한 프리딕티브케어의 핵심 연구 분야다. DNA 정보와 학계 연구 결과를 기반으로 특정 약물에 대한 개개인의 부작용을 예측할 수 있다. 이 같은 정밀의료는 특히 항암 치료에 유용하다. 항암제가 다약제 내성 위험이 커서다.

디지털 트윈 기반 중입자 항암 치료의 일례로 윤 교수는 AI(인공지능) 활용을 언급했다. △전신 3D 스캐너 △MRI △CT △PET-CT로 환자 개개인의 장기와 종양 모양을 정밀하게 모델링한 뒤 치료 설계하는 AI 기반 소프트웨어를 확충하는 것이다.

그는 강원대학교 삼척 분원 설립과 관련해 "존스홉킨스와 하버드를 비롯한 미국의 대학 병원들이 여러 분원과 수십 여개의 협력 병원 간 유기적 운영을 통해 지역 의료 수준에 이바지하고 있다"며 "삼척 분원이 중입자 가속기를 효과적으로 운용하면서 '분원의 분원' 레벨까지 고려하며 의료 클러스터의 장기적 발전을 기대할 수 있다"고 말했다.

프리딕티브 총괄사장 겸 존스홉킨스대 교수 윤시중/사진제공=프리딕티브케어