방사선 치료 – 대체 무엇이고 어떻게 암을 치료할까?

만약 여러분들의 가족 혹은 지인, 혹은 여러분 본인께서 암 진단을 받은 적이 있다면, 악성 종양의 제거를 위한 암 치료법 중 하나인 ‘방사선 치료’ 에 대해 들어본 적이 있을 것입니다. 하지만 방사선 치료가 정확히 무엇이고, 또 어떤 원리로 작용하는 지까지는 잘 모르시는 분들이 많습니다.

이번 글에서는 방사선 치료에 사용되는 다양한 방사선의 유형으로부터 시작해서, 방사선이 어떻게 우리 몸에 흡수되어 어떤 작용으로 암세포를 파괴하고, 우리가 암과 싸우는 데 어떻게 도움이 되는지 이해하기 쉽고 간단하게 설명해 드리겠습니다.

 

“방사선 치료” 란 무엇이고 어떤 원리인가요?

 

먼저 방사선이란 무엇일까요? 방사선이란 간단히 말해서 파동이나 입자의 형태로 공간을 이동하는 에너지의 일종인데, 이 방사선의 에너지가 높아지면 세포의 DNA를 손상시킬 수 있게 되어서 암세포를 파괴하거나 증식을 막는 식의 치료 목적으로 쓰일 수 있게 되고, 이를 전리방사선이라 합니다. 방사선 치료는 바로 이 전리방사선(Ionizing Radiation)을 사용하여 암세포를 파괴하는 암 치료법의 한 종류입니다. 

관련 링크: 질병관리청 – 방사선의 정의

 

방사선 치료 – 어떤 종류가 있을까요?

방사선 치료에는 여러 가지 종류가 있지만, 대표적으로는 외부에서부터 X선이나 전자 등을 환자의 종양에 쬐어서 치료하는 외부방사선치료 (External Beam Radiation Therapy, EBRT) 와 환자의 몸 속에 방사선 물질을 삽입하여 안쪽으로부터 암을 치료하는 방사선 근접 치료 (Brachytherapy) 의 두 가지 타입이 있습니다. 이 두 가지 방사선 치료의 타입에 대해 좀 더 자세히 적어 놓은 글이 있으니 참고해주시기 바랍니다. 

 

 

치료용 전리방사선에는 어떤 종류가 있을까

 

외부방사선 암치료에 있어서 사용될 수 있는 방사선원에는 몇 가지 유형이 있는데요, 가장 대표적인 예로서 X선, 전자(Electron), 그리고 양성자(Proton) 방사선이 주로 사용됩니다. 이러한 암 치료용 방사선들에 대해서 알아봅시다.

X선 방사선

• X선 방사선은 암치료를 위해 사용되는 가장 일반적인 유형의 방사선으로, 고에너지 전자빔이 텅스텐과 같은 금속 표적과 작용할 때 생성될 수 있습니다. X선 방사선은 신체 조직을 통과할 수 있으며 CT촬영이나 엑스레이 촬영 같은 신체 내부의 이미지나 영상을 촬영하는 데도 사용됩니다.

감마 방사선

• 감마 방사선은 암 치료를 위한 방사선 요법에 사용되는 일종의 고에너지 전자기 방사선입니다. 감마선은 X선과 유사하지만 에너지가 훨씬 높고 체내 깊숙이 침투할 수 있는 특성이 있습니다.

전자 방사선

• 전자 방사선은 고에너지 전자를 쏘아서 방출하는 형식의 전자 방사선은 X선보다 투과력이 낮아 피부암 및 기타 표면적인 암을 치료하는 데 사용됩니다.

양성자 방사선

• 양성자 방사선은 원자핵에서 발견되는 입자인 양성자에 의해 생성되며, X선보다 높은 치료 정밀도를 가지고 있습니다. 양성자 방사선을 이용한 암 치료에서는 양성자가 몸 속의 특정 지점(종양)에서 멈추도록 해서 종양에 방사선을 정밀하게 전달할 수 있어, 종양 주변에 있는 건강한 세포조직이 방사선에 노출되는 것을 최소화할 수 있습니다.

관련 링크: 질병관리청 – 방사선의 종류

 

치료용 방사선은 어떻게 만들어지나

그렇다면 방사선 치료에 사용되는 방사선은 어떻게 만들어질까요? 외부치료나 근접치료에 쓰이는 치료용 방사선은 기계를 통해 만들어지기도 하고, 특정한 방사선을 내뿜는 방사선 동위원소들을 사용하기도 합니다. 방사선 치료에서 주로 쓰이는 방사선들이 어떻게 생성되는지 알아보겠습니다.

 

선형입자가속기(LINAC)

 

 

• 선형입자가속기 즉 LINAC은 Linear Accelerator의 약자로서 방사선 치료를 위해 X선과 전자를 생성하는 기계입니다. 선형입자가속기를 이용해 전자를 매우 빠른 속도로 가속시켜 텅스텐 같은 금속에 쏘게 되면 그 작용의 부산물로서 치료용 X선이 생성됩니다. LINAC은 X선을 생성하는 것뿐만 아니라 치료용 고에너지 전자 역시 생성할 수 있는 다목적 기계입니다.

 

방사선 동위원소

 

 

• 치료용으로 쓰일 수 있는 방사선을 항시 배출하는 방사선 동위원소에는 대표적으로 코발트-60, 세슘-137, 이리듐-192 등이 있습니다. 코발트-60은 외부 방사선 치료에서 쓰이는 감마선의 공급원으로 자주 사용되는 방사성 동위원소이며, 일반적으로 토모테라피(Tomotherapy)와 같은 외부방사선치료 기계 속에서 방사선원으로 사용됩니다.
• 세슘-137과 이리듐-192는 내부방사선 치료에 사용할 수 있는 감마선을 방출하며, 방사선 내부치료 어플리케이터(Applicator) 등을 통해 환자의 몸 속으로 삽입되어 내부로부터 치료용 방사선을 배출합니다.

관련 링크: 한국원자력연구원 – 방사선의 개념과 특징

 

방사선은 어떻게 암을 치료하나

 

방사선 치료에 있어서는 “흡수 선량(Absorbed Dose)”의 개념을 이해하는 것이 중요합니다. 흡수 선량이란 특정 양의 신체조직에 의해 흡수되는 방사선 에너지의 양을 나타내는 척도이며, 그레이(Gy)의 단위로 측정됩니다. 흡수된 방사선 선량은 종양에 전달되어야 하는 방사선의 적절한 양을 결정하는 데 도움이 되기 때문에 방사선 치료에서 아주 중요한 고려 사항입니다. 건강한 조직의 손상 위험을 최소화하면서 치료 효과를 극대화하려면 흡수선량을 주의깊게 제어해야 합니다.

 

치료용 방사선이 종양 세포에 들어가게 되면 세포 속의 원자에서 전자를 제거하여 유리기(Free radical)라고 하는 반응성과 파괴성이 아주 높은 입자를 생성할 수 있습니다. 이 유리기는 종양세포의 DNA 분자를 구성하는 원자 사이의 결합을 끊거나 DNA 분자의 구성을 변화시킴으로써 암세포를 손상시키거나 제거할 수 있습니다. 즉, 방사선 암치료는 전리방사선과 유리기의 성질을 이용하여 암세포 속의 DNA를 파괴하는 방식으로 이루어지는 치료입니다.

방사선 치료는 암세포 내의 DNA를 손상시킴으로써 암세포가 더이상 분열하고 성장하는 것을 방지합니다. 시간이 지남에 따라 손상된 세포는 사멸하고 신체는 자연적으로 이를 제거합니다. 암세포는 정상 세포보다 더 빨리 분열하고 성장하기 때문에 방사선 치료의 영향을 받기 쉽습니다. 방사선은 치료를 통해 암세포를 제거하는 작용을 하지만, 건강한 세포에도 손상을 입힐 수 있기 때문에 건강한 세포에 전달되는 방사선 양을 최소화하고 치료 효과를 극대화하기 위해서는 흡수선량을 주의 깊게 제어하며 각종 영상 기술 및 치료 방법을 병행하는 것이 중요합니다.

관련 링크: 서울아산병원 – 방사선 치료(Radiation therapy)