악성 종양 환자 치료법으로 전신요법과 방사선요법의 효과는 입증됐다. 그러나 이러한 치료를 받은 환자들에게 심혈관계 질환이 나타나는 것을 포함해 여러 부정적인 효과가 발생한다는 사실이 밝혀졌다.

선진국의 사망률 30~50%가량은 심혈관 질환 때문인 것으로 보고됐다. 암 치료도 심혈관 손상의 원인이 되고 있으며 암 생존자 중 아테롬성 동맥 경화증이 증가하는 결과로 이어지고 있다. 방사선과 연관된 심장질환 중에는 판막성 심장병, 관상동맥 질환, 심낭염 등이 있다. 방사선 노출 후 즉각적으로 발생하는 심낭염 외에, 다른 질환은 방사선 치료를 받은 후 10~15년 이 지나 나타나기도 한다.

이전 연구로 방사선 관련 심장질환에서 투여 의존성 상관관계가 존재한다는 사실이 밝혀졌다. 매우 소량의 방사선에 노출돼도 심장질환 가능성이 증가했다.

새로운 연구에 따라, 단백질의 일종인 CDK2가 항암화학요법에 일반적으로 사용하는 약물인 독소루비신에 의해 심장이 손상되는데 중요한 작용을 하는 것으로 밝혀졌다. 워싱턴주립대학 연구진은 설치류 모델을 사용해 독소루비신이 심장근육 세포에서 CDK2 활성을 증가시켜 세포사로 이어지게 만든다는 사실을 확인했다. 그리고 CDK2 수치를 억제하면 독소루비신 사용 후 심장근육 세포 손상이 증가하는지도 분석했다.

항암치료와 심장질환 유병률

현재 암 환자의 생존율을 높일 수 있는 암 진단 및 치료를 위해 수많은 방법이 개발된 상태다. 통계에 따르면, 미국에서만 약 1,600만 명이 항암치료 후 생존했다. 하지만 암 재발 외에, 심장질환이 암 생존자의 주요한 사망 원인이다.

연구팀은 독소루비신과 다른 항암화학요법 사용과 연관된 심장 독성으로 인해 암 생존자들이 심장질환에 걸릴 가능성이 있다는 가설을 세웠다. 선임 저자인 청 자오캉 교수는 독소루비신이 종양 성장을 조절하는 효과적인 약물이지만 다량 투여 시 심장 근육 세포에 손상을 유발해 시간이 지난 후 심장질환으로 이어질 수 있다고 설명했다.

이 약물을 분석하기 위해 연구팀은 암 성장과 연관된 20가지 CDK 단백질 중 하나인 사이클린 의존성 인산화효소2(CDK2)를 평가했다. CDK는 발달 중인 다양한 세포의 분화 및 증식 과정에 중요한 역할을 하는 단백질이다. 악성 종양이 성장할 때 암세포에서 CDK 활성 수치가 증가하지만 정작 심장 근육에서는 CDK 수치가 낮아진다.

CKD 단백질 수치

연구팀은 실험쥐를 독소루비신에 노출시킨 후 대조군 실험쥐에 비해 심장 근육 세포에 미치는 영향과 수치를 관찰했다. 연구 결과에 따르면, 독소루비신을 처방 받은 실험쥐는 심장 근육 세포사가 많이 유도됐으며 심장 근육 세포에서 CDK2 활성화가 강화됐다.

항암화학요법은 종양의 성장을 억제하기 위해 암세포에서 CDK 활성화를 줄이는 것으로 알려졌다. 하지만 흥미롭게도, 이 치료법은 심장에서의 CDK 활성을 강화한다. 이는 예상하지 못한 현상이었다.

독소루비신은 암세포의 성장을 억제하지만 심장근육 세포가 성장하게도 만든다.

청 자오캉 교수는 독소루비신인 암세포의 DNA를 손상시켜 암세포를 파괴하기 때문에 심장 근육 세포 증식 시 손상된 DNA가 세포 재생을 억제해 심장 세포사를 유도하고 그 결과 심장이 쇠약해지는 것이라고 설명했다. 그리고 심장이 여전히 성장하는 어린이는 항암화학요법으로 인한 심장 독성의 취약성이 높다고 덧붙였다.

심장 독성 감소

연구팀은 CDK2 억제로 심장세포 성장을 방지하고 심장을 독소루비신으로 인한 손상으로부터 보호할 수 있는지 조사했다. 실험쥐에 독소루비신과 CDK2를 선별적으로 제한하는 면역억제물질인 로스코비틴을 처치한 결과 실험쥐의 심장 기능은 보호됐다.

이는 과학자들에게 주요한 돌파구가 됐다. 연구진은 암 생존자, 특히 소아암 환자들의 심장 질환 위험을 낮출 수 있는 치료 전략 및 약물을 개발하게 된 것이다.

청 교수는 CDK 억제제 약물로 독소루비신 치료를 받은 암 생존자에게 적용해 심장 독성을 억제할 수 있게 됐다고 덧붙였다. 이 억제제는 시중에서 최신식 항암제로 판매되고 있다. 현재 FDA가 승인한 관련 약물은 리보시클립과 아베마시클립, 팔보시클립 3가지다. 그리고 10가지가 넘는 다른 약물도 임상시험 중이다.

연구진은 암 환자 치료 시 독소루비신과 함께 CDK 억제제를 사용하면 심장질환으로부터 환자를 보호할 수 있다고 결론 내렸다. 이 두 가지 약물의 병용으로 심장 독성을 감소하고 항암 효과는 높일 가능성이 있기 때문이다.

연구팀은 독고루비신 사용과 사용 후 심장 근육 세포 손상에 대한 분자 경로를 추가로 진행할 계획이라고 덧붙였다. 또한 현재 이용 가능한 CDK 억제제가 효과가 있는지 혹은 항암치료 시 심장 보호 약물로 사용할 새로운 억제제를 개발해야 하는지도 판단해야 한다고 밝혔다.

[메디컬리포트=김건우 기자]