자동차-KIST, 암 조직 실시간 식별하는 형광 박테리아 수술 기술 개발

형광 신호로 암 위치 72시간 표시…정밀 절제·재발 위험 낮춰

다양한 고형암 적용 가능…기존 수술 장비와 높은 호환성 확보

한국과학기술연구원(KIST) 서승범 바이오닉스연구센터 박사, 김세훈 화학생명융합연구센터 박사, 이효진 충남대학교병원 교수 공동연구팀은 암을 표적으로 삼는 유익한 박테리아를 활용해 형광 신호로 암 위치를 실시간으로 보여주는 차세대 수술 조영 기술을 개발했다고 18일 밝혔다.

연구팀은 이번 기술을 통해 수술 중 암 부위를 네온처럼 선명하게 밝혀 암을 더욱 정밀하게 절제하고 재발 위험을 낮추는 데 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

연구팀은 암 조직에서만 형광을 내는 특수 박테리아를 설계해 수술 중 암의 위치와 경계를 실시간으로 식별할 수 있는 기술을 구현했다.

형광 신호는 체내에서 최대 72시간 이상 유지되며 복잡한 장기 사이에서도 암 부위만 불빛처럼 드러나 수술 정확도를 높인다. 이는 마치 지도 위 특정 건물에 불을 밝혀주는 것처럼 외과의사가 맨눈으로 암을 식별할 수 있도록 돕는다. 일반적인 수술 환경에서도 직관적으로 암 부위를 확인할 수 있어 수술 부담을 줄이는 데 효과적이다.

기존 조영제는 암 종류마다 별도로 개발해야 했지만, 본 기술은 암 조직이 공통으로 갖는 저산소 상태와 면역 회피 특성을 인식해 다양한 고형암에 폭넓게 적용할 수 있다. 형광 밝기는 기존보다 약 5배 높고 근적외선 대역을 활용해 현재 수술 내시경 및 영상 장비와도 높은 호환성을 갖춘다. 수술 로봇이나 영상 보조 장비와 결합하면 수술 중 실시간 영상의 정확도를 높이고 수술 시간을 단축할 수 있다.

특히 국내외 주요 병원에서 사용 중인 형광 수술 장비와의 연계가 가능해, 실제 임상 현장에서의 적용성과 상용화 가능성이 매우 높다는 점이 큰 강점이다.

연구팀은 해당 박테리아를 기반으로 진단·수술·치료를 아우르는 통합 암 치료 플랫폼으로 기술을 확장할 계획이다. 이 박테리아는 암 조직을 정확히 찾아가는 특성이 있어 항암제나 치료 단백질을 탑재한 치료 기술로도 활용될 수 있다. 이를 위해 의료영상 장비 및 정밀 약물 전달 기술과의 융합, 안전성 평가 등을 병행하며 상용화를 준비하고 있다.

서승범 박사는 “이번 연구는 박테리아가 암을 스스로 찾아가 형광 신호를 내도록 설계함으로써 암 수술 중 실시간으로 암의 위치와 경계를 정확히 확인할 수 있게 한 데 의의가 있다”며 “특정 암종에만 한정되지 않고 다양한 고형암에 적용할 수 있어 향후 정밀 수술 영상 기술의 새로운 표준이 될 수 있다”고 말했다.