칼럼 71편부터 소개하고 있는 고주파 온열 암 치료 가이드라인, 그 두 번째 이야기다. 이번 2부에서는 국소 용량성 고주파 온열치료의 근거를 집중적으로 다룬다.
암 치료에 있어서 수술 후 화학치료나 방사선 치료는 단독으로 시행하는 것보다 온열치료와 병행하는 것이 훨씬 효과적이다. 이는 실제 임상에서 치료율을 올리고 부작용은 줄이면서 동시에 환자의 삶의 질을 향상시킬 수 있도록 설계된 유망한 치료 양식이다.
2) 국소 용량성(정전 용량 방식) RF 온열치료의 근거
정전용량(국소 용량성) 방식 RF 온열 치료는 광범위하게 연구된 유망한 종양학적 치료법이다. 실험 및 임상 연구 결과에 따르면, 온열치료는 이상적인 보완 요법이며 방사선치료와 화학요법의 강력한 감작제(sensitizer)가 될 수 있음을 보여줬다. 새로운 기술적 접근과 광범위한 실험 및 임상 시험을 통해 그 치료적 효용성이 확인되었으며, 이는 암 치료에서 환자에게 이익을 제공할 수 있음을 뒷받침한다.
RF 온열치료가 생물학적 구조에 미치는 영향은 다면적이고 복잡하다. 사용되는 기술 외에도, 그 효과는 온도, 적용 시간, 가열 시간뿐 아니라 조직의 형태·종류·크기, 관류(perfusion) 정도, 그리고 온도 분포의 균일성에 따라 달라진다. 이러한 효과는 세포 및 세포내 소구조의 변성에서부터 종양 조직 전체와 그 주변 환경에 이르기까지 다양한 범위에서 나타나며, 이는 무엇보다도 조직 내 온도 상승을 유도하는 필연적인 전자기장의 작용에 기인한다(Wust P et al.: Non-thermal effects of radiofrequency electromagnetic fields. Sci Rep. 2020 참조).
온열치료와 방사선치료를 병합했을 때의 긍정적인 효과는 수많은 논문을 통해 보고되고 있다. 다수의 임상시험에서, 방사선치료나 화학요법에 온열치료를 병행했을 경우, 단독 방사선치료 및 화학요법에 비해 완전 관해율이 현저히 높아지는 것으로 일관되게 나타났다.
28건 이상의 무작위 대조 임상시험에서, (사용한 온열치료 장비에 관계없이) 방사선치료 또는 화학요법에 온열치료를 추가하는 효과가 조사되었으며, 그중 21건의 시험에서 온열치료를 병행했을 때 유의하게 더 나은 치료 결과가 입증되었다.
그럼에도 불구하고, 이러한 병합 치료는 임상 종양학에서 아직 충분히 활용되지 못하고 있다. Horsman 등(2007)과 Datta등 (2015)은 그들의 리뷰에서 온열치료가 방사선치료를 지원하는 가장 효과적인 방법이 될 수 있다고 확신하고 있다.
여러 무작위 3상 임상시험에서도 그 효과가 입증되었다. 이에 따라 미국 NCCN(National Comprehensive Cancer Network)은 2019년 독일 종양학회(DGO) 가이드라인을 업데이트하고 재평가하여, 방사선 치료(RT)와 온열요법(HT)을 병행하는 치료법을 유방암 재발 치료 가이드라인에 포함시켰다.
2.1) 화학 방사선치료의 보조 요법으로서의 온열치료
생체 내 실험에 따르면, 온열요법을 방사선치료와 병행할 경우 암 치료의 효능이 1.2배에서 최대 5배까지 증가하는 것으로 나타났다.
방사선 감작 효과가 최대 2.3배까지 향상되는 요인 중 하나는, (온열치료가) 초기 산소 공급을 늘려 종양 관류를 증가시키고, 이를 통해 라디칼 생성을 개시하여 방사선치료 효과를 강화하기 때문이다. 산소 라디칼이 세포를 손상시킨 후에는, 국소적으로 상승한 온도가 손상된 종양 세포의 후속 복구 과정을 차단한다.
2.2. 온열치료를 통한 단독 화학요법의 효능 증강
세포 증식 억제제와 상호작용하는 가장 중요한 기전은 종양 내 약물 농도의 증가와 세포 내 약물 대사의 증가이다. 마찬가지로, 세포 구조의 이완과 이에 따른 ‘림프 수송(lymphatic trafficking)’도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. Nordenström은 1983년에 이미 이러한 사실을 보고했다. 이후 다른 연구자들에 의해 확인된 바에 따르면, 세포 증식 억제제와 심부 온열치료를 병용할 경우, 세포 외액(ECF)과 세포 내액(ICF) 사이의 전위차로 인한 전자기장의 영향으로 세포막의 이온 채널이 손상되어 우수한 치료 결과를 얻을 수 있다고 보고했다.
방사선 요법과 세포 증식 억제제를 병용할 때도 유사한 증강 효과가 발견된다. 이온화 방사선은 이온 채널을 매우 강력하게 공격하므로, 동시에 적용된 세포 증식 억제제가 종양 세포에 파괴적인 효과를 발휘한다. 예를 들어, 두경부 종양, 자궁경부암, 식도암 등의 암종에서 시스플라틴 대신 카보플라틴을 사용하는 경우, 방사선 요법과 병행하지 않는다면 방사선 감작이 세포 내로 전혀 침투하지 못해 그 효과가 훨씬 떨어질 것이다.
2.3. RF 온열치료와 항암제의 질적 상호작용
대부분의 여러 연구자들의 일치된 의견에 따르면, RF 온열치료와 항암제를 병행하면 치료 효과가 질적으로 향상된다.
2.3.1. Hager에 따른 온열치료 병행 시 항암제의 치료 잠재력
도표 출처: DGHT(독일온열종양학회) Guideline for local capacitive radiofrequency(RF) hyperthermia ver.2.0 (Aug.2022)
2.3.2. Wust와 Issels(1981~1983)에 따른 온열치료 병행 시 항암제의 치료 잠재력
▲도표 출처: DGHT(독일온열종양학회) Guideline for local capacitive radiofrequency(RF) hyperthermia ver.2.0 (Aug.2022)
이번 고주파 온열 암 치료 가이드라인 2부에서는 국소 용량성 RF 온열치료의 근거에 대하여 살펴보았다. 이어지는 3부에서는 고주파 온열 치료의 형태와 영향 그리고 효과 및 상호작용에 대해 전할 예정이다.
References;
1. Sugahara T, Van Der Zee J, Harm H, Vujaskovic Z, Kondo M, Ohnishi T, Li G, Park HJ, Leeper DB , Ostapenko V, Repasky EA, Watanabe M, Song CW: Kadota Fund International Forum 2004. Application of thermal stress for the improvement of health, 15 – 18 June 2004, Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji Island, Hyogo, Japan. Final Report, Int J Hyperthermia 2004
2. Wust P, Kortüm B, Strauss U, Nadobny J, Zschaeck S, Beck M, Stein U, Ghadjar P: Non-thermal effects of radiofrequency electromagnetic fields; Sci Rep. 2020; 10(1): 13488
3. Horsman MR, Overgaard J: Hyperthermia: a potent enhancer of radiotherapy. Clinical Oncology 2007; 19: 418–426
4. Datta NRS, Odonez G, Gaipl US, Paulides MM, Crezee H, Gellermann J, Marder D, Puric E, Bodis S: Local hyperthermia combined with radiotherapy and-/or chemotherapy: Recent advances and promises for the future. Cancer Treat Rev 2015; 41(9): 742–53
5. Horsman MW, Overgaard J: Hyperthermia: a Potent Enhancer of Radiotherapy. Clinical Oncology 2007; 19: 418e426
6. Seegenschmiedt MH, Fessenden P, Vernon CC: Thermoradiotherapy and Thermochemotherapy, Volume 1, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1995
7. Nordenström BEW: Biologically closed electric circuits: Clinical, experimental and theoretical evidence of an additional circulatory system. Stockholm: Nordic Medical Publication 1983