온열요법과 암

온열요법과 암

 

*온열요법에 대한 정리에 이어 '온열요법'과 맥락을 같이하는 '온열암요법'(또는 암온열요법)에 대해 정리해 둡니다. 특히 온열요법을 기초로 한 고주파온열(암)치료(기)가 다수 보급되어 활용되고 있으나, 관련된 정보가 충실히 정리되지 못한 채 지나치게 상업적으로만 소개되고 있는 듯하여 정리해 둡니다. 또한 온열요법은 동의학의 뜸요법, 특히 간접뜸 요법과도 유사한 측면이 적지 않아 관심있게 볼 필요도 있을 것이라 생각합니다. 구체적인 의료기기를 거론하는 측면이 있는 만큼 상업적으로 이용되지 않길 바랍니다.

 

 

 

이미 다른 글에서 지적한 대로, 온열요법이란 열을 생명의 근원 에너지로 주목하여 이 열을 보충해 주는 것이 건강의 회복과 유지에 가장 중요하다는 것을 기초로, 전신 또는 환부를 따뜻하게 함으로써 신진대사를 촉진하여 노폐물을 제거하거나 혈류 및 림프의 흐름을 개선함은 물론 중추인 뇌/척수신경과 자율신경등도 활성화하는 요법이다.(블로그의 다른글 "온열요법" 참조)

 

암 역시 다른 병증과 마찬가지로 온열요법의 대상으로 취급되어 왔는데, 특히 '암 세포는 열에 약하다'는 사실이 밝혀지며 열을 가해주면 암 세포를 사멸시킬 수 있을 것이라는 기대로 한때 각광받기도 하였다. 하지만 실제 임상에서 뚜렷한 효과를 거두지 못하는가 하면 그 작용메카니즘에 대해서도 충분한 설명이 되지 않는다는 이유로 암치료의 대열에서 퇴조하기도 하였다.

 

그러나 ‘열에 의한 암 세포의 사멸’ 가능성에 대한 기대감은 줄곧 유지되며, 보다 구체적이고 과학적인 방향에서 연구가 이어져 왔다. 그런 가운데 RF파나 마이크로파 등을 이용해 40~45℃ 정도의 온도로 열자극을 가해 암세포를 사멸시키려는 시도가 이루어지며 기기로 개발되어 활용되기에 이르렀다.

 

고주파에 의해 암 세포를 가온하여 암 조직만을 사멸시키는 치료법으로 부작용이 거의 없어 신체의 부담이 적다는 이유로 다시 주목을 받고 있다. 가온에 의한 직접효과 외에도 일반적인 암 치료인 수술 치료, 항암제를 이용한 화학요법, 방사선 치료와 병용하여 암 치료의 효과를 높일 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 이하에서는 암 치료요법으로서의 온열치료에 대해서 살펴 볼 것이다

 

 

암세포와 열

 

최근에는 거의 볼 수 없지만, 옛날에 쓰던 수은 온도계를 보면 눈금이 보통 41℃까지만 그려져 있었다. 이것은 무엇을 의미하는 것일까. 사실 인간의 세포는 42.5(43)℃ 이상으로 온도가 올라가면 급속히 죽어 버리기 때문에 체온이 41℃ 이상으로 올라가는 것은 상정되지 않았기 때문이다.

 

이렇게 41℃ 이상으로 고열이 되면 인체에 유해할 것이라는 우려에도 불구하고, 이 고열의 원리를 이용하여 "암"세포의 온도만을 선택적으로 상승시킨다면, "암"을 사멸시킬 수 있을 것이라는 생각으로 발전하게 된다. 바로 이를 전제로 고안된 치료법이 온열암요법이다.

 

온열요법의 역사는 아주 오랜된 것이다. 치료에서 '열'을 주목한 것은 고대 그리스의 히포크라테스(고대 그리스 기원전 460-370년)로까지 거슬러 올라간다. 의학의 아버지라 불리는 그는 치료가 잘 되지 않으면 메스를 써서 제거하고, 메스로도 치료가 되지 않을 경우에는 불(열)을 쓰라고 했다. 아랍지역에서도 뜨거운 다리미로 머리와 목의 종양을 치료했다고도 한다. 독일의 붓슈(Bushu)는 단독에 시달리며 고열을 발하는 환자에게서 "암"이 소실된 것을 1866년에 보고한 바 있다. 또한 미국의 코리(Coley)는 감염되면 고열을 보이는 여러 종류의 세균을 일부러 암 환자에 주사하여 고열을 유발하고 이 고열로 인해 "암"을 늦추는 치료를 실시한 사실을 1900년경에 보고한 바 있다. 1960년대 들어 과학기술이 진보하면서 유효한 가온방법이 개발됨과 동시에 "암"에 대한 온열 효과가 기초연구에 의해 밝혀지기 시작했다.

 

1970년대 이후로 세포 및 분자 수준의 미세환경에서 실험을 수행하여 "열"이 암세포를 죽일 수 있는 이유에  대한 조사가 이루어졌다. 이들 연구에 따르면 일단 온도가 42.5°C에 도달하면 암세포가 죽기 시작하고 온도가 높을수록 죽는 양이 증가하고 암세포가 죽는 시간도 짧아지는 것으로 나타났다. 예를 들어, 43°C에서 4시간 동안 가열해야 죽었던 암세포가 약 54°C에서는 3초 만에, 그리고 57°C에서는 1초만에 죽었다고 한다. 열 요법으로 제어되는 변수는 시간과 온도 두 가지임을 알게 된 것이다.

 

이처럼 생체 내에서 정상세포는 43°C의 가온에도 100% 생존하는, 즉 열에 강한 내성을 보이는 반면, 암세포는 시간이 경과하며 빠르게 사멸한다는 사실이 확인되었다.

 

 

온열요법의 생리학적 효과

 

암세포는 39~41°C로 가열하면 일시적으로 그 성장이 정지되고, 42~43°C 보다 높아지면 가열시간에 따라 암세포의 사멸이 발생하게 된다고 한다. 그렇다면 이때 "암"세포 주위의 정상세포는 어떻게 될까. 열 때문에 함께 죽어 버리지는 않을까. 결론부터 말하자면 정상세포는 죽지 않는다고 한다. 정상조직의 경우 열이 가해지면 혈관이 확장하여 혈액이 충분히 흘러 혈액이 방열기와 같은 역할을 하여 열을 내려준다는 것이다. 그런데 "암"조직 안에 있는 혈관은 따뜻해지더라도 확장되지 않는다고 한다. 암 조직은 혈관 확장이 없어 혈류가 적기 때문에 축열되기 쉽다는 것이다. 그 결과 라디에이터가 깨진 자동차처럼 과열되어 버려, "암"세포만 고열로 인해 죽게 된다는 것이다.

 

좀더 구체적으로 보자. 암세포와 정상세포의 열에 대한 반응의 극단적인 차이는 혈류와 밀접한 연관을 갖는다. 열을 가하면 두 세포 모두 혈류가 늘어나다가, 온도가 42°C를 넘어서면 암조직에서는 혈류가 감소하는 반면, 정상조직에서는 혈류가 증가하는 것으로 밝혀졌다. 그 결과 정상조직에서는 혈류의 증가로 열이 방출(혈액에 의한 방열)되어 온도가 높아지지 않는 반면, 암조직에서는 혈관이 적어 혈류가 증가하지 않고 따라서 방열이 불가능하여 온도가 높아지게 된다. 또한 암조직은 왕성한 활동으로 이온 농도가 높아 열도 많이 발생한다. 이렇게 하여 암 조직의 온도가 상승하게 된다. 또한 혈류 감소로 영양의 공급도 부족해져 암 세포의 사멸이 유도된다. 한편 고주파온열치료기의 경우 전극에서 인체로 전도되는 전류의 흐름이 암조직으로 집중되며 암세포에서 세포를 억제하는 유전자 P53과 세포를 안정화시키는 단백질(열충격단백질)이 활성화되면서 암세포의 사멸을 불러온다.

    

온열에 의한 암세포의 사멸메카니즘과 관련하여 주목을 요하는 것이 열충격단백질이다. 열이 가해지면 단백질에 변성이 일어나 이른바 ‘열충격단백질70’(Heat Shock Protein 70 : HSP70)이라는 단백질이 생성되어, 열에 의한 공격에 맞설 태세를 구축하여 손상된 세포를 복구하고자 한다는 것이다. HSP70은 열 공격 뿐만 아니라 다양한 공격, 즉 다양한 스트레스에 의해 세포에서 발현된다.

 

각종 질병이나 상해를 받으면 세포 안에 있는 단백질도 동시에 부상을 당한다. 그렇게 단백질이 상해를 당하면 세포와 조직의 기능이 저하되어 질병의 원인이 된다. 이 손상된 단백질을 복구해 주는 역할을 하는 것이 바로 열충격단백질HSP이다.

 

통상 우리 몸을 따뜻하게 해주면 건강에 도움이 된다는 발상은 우리 모두 어쩌면 원초적으로 이해하고 있는지도 모른다. 누구나 온천이나 목욕탕, 원적외선 등 몸을 따뜻하게 하여 땀을 흘려주는 것을 자주 즐긴다. 땀이 날 정도의 부드러운 가온으로 체온을 올려 몸이 열스트레스를 느끼는 정도만으로도 몸 속에 열충격단백질이 만들어진다고 한다. 이 열충격단백질이 면역력을 활성화하는 한편, 암세포의 항원 제시를 촉발하는 역할도 면역세포에 의한 암세포 공격도 강화된다고 한다.

 

 

암을 성공적으로 제거하는데는 주변환경도 중요하다. 주변의 미세환경도 암세포 증식에 유리하게 조성되기 쉬운데, 온열이 가해지면 암 조직 주변에서 미세혈관의 순환이 촉진되어 면역력을 강화해 주어 항암 능력을 높여준다는 것이다.

 

또한 혈류 개선은 화학요법 약물이 종양의 위치에 더 쉽게 도달 할 수 있도록 도와 준다. 방사선 치료의 경우에도 도움을 준다. 방사선 요법의 경우 산소가 필요하다. 산소는 방사선으로 생성된 자유래디칼을 증가시켜 암 세포를 죽일 수 있는데, 암세포 근처의 미세​​환경은 대부분 저산소 상태이므로 온열을 가해 순환을 개선시켜 주면, 산소 운반 능력을 증가시켜 암세포를 죽이는 데 보다 더 효과적이다. 또한, 열처리는 또한 종양 주위의 Ph값 또는 영양소 조성을 변화시켜 암세포의 성장을 억제하는 작용도 한다.

 

물론 이렇게 42.5℃ 이상의 열 자극이 아니더라도 온열은 "암"세포에 다양한 영향을 미친다고 한다. 방사선이나 항암제의 효과를 높여 주거나 최근에는 면역력을 높여준다는 점도 보고되고 있다. 방사선 치료와 병용하면 41℃ 정도의 낮은 가온(41℃ 정도의 가온을 마일드 온열이라 함)도 충분히 방사선치료의 효과를 높여준다는 것이다. 방사선 치료를 받으면 암세포가 죽지만 주위의 정상세포도 장애를 당하는 부작용이 따르게 되는데, 온열로 충분히 몸을 따뜻하게 하여 체온을 올려 HSP를 늘려주면 정상세포가 받는 부작용을 경감할 수 있을 것으로 기대되기 때문이다. 또한 방사선 치료 후 곧 바로 온열을 가하면 암세포가 방사선으로 입은 유전자의 상처를 복구할 수 없게 되고, 암세포는 죽기 쉬워진다. 특히 방사선 치료만으로는 충분한 효과를 얻기 어려운 혈관 핍박이 심한 "암"일수록 온열 효과가 쉽게 나오기 때문에 온열요법과 방사선 치료가 잘 결합될 수 있다.

 

 

한편 이러한 온열자극의 효과는 암세포의 아포토시스(세포사멸)라는 관점에서 설명되기도 한다. 아포토시스란, 노화된 세포, 과잉분열한 세포, 생체에 해로운 세포 등을 스스로 제거하여 생체의 생존능을 유지토록하는 일종의 생체의 자연방위, 즉 자연치유 기능인데, 온열요법이 암세포의 아포토시스를 유도한다는 것이다.

 

아포토시스는 세포내 에너지대사를 주관하는 미토콘드리아의 활동에 의해 일어난다고 한다. 즉 미토콘드리아에서 치토크롬C라는 효소가 만들어져 세포자살을 일으킨다는 것이다. 일반세포는 노화되면 아포토시스로 사멸하게 되는 반면, 암 세포는 세포 내 미토콘드리아의 기능이 위축되어 치토크롬C라는 효소가 만들어지지 않아 아포토시스가 일어나지 않고 증식활동을 계속한다는 것이다. 온열요법에 의한 인체의 가온은 열충격단백질을 생성하는데, 이 단백질이 미토콘드리아를 복제하는 역할을 함으로써 아포토시스를 유도하는 치토크롬C 효소를 만들 수 있다고 한다.    

 

 

 

미국 국립보건원/ 암센터도 고주파온열치료가 통해 항암제 및 방사선 치료의 효율을 높이는데 효과를 볼 수 있다고 발표한 바 있다.   

 

    

 

암온열요법의 장비

 

이렇게 암세포의 사멸을 목표로 42~45°C의 열을 가해 정상조직에는 손상을 주지 않고 암조직만을 선택적으로 사멸시키려는 발상에 기초하여 만들어진 것이 이른바 ‘고주파온열(암)치료(기)’이다. 여러 가지가 출시되어 활용되고 있다. 국내에서는 온코써미아, 셀시우스, BSD-2000 등의 기기가 주로 사용되고 있다.

 

 

 

 

 

 인체 외부 양쪽으로 2개의 전극을 두고 고주파를 가해 체내 물 분자 속의 분극분자, 이온 등이 격한 운동을 일으켜 마찰열을 발생시키도록 고안되었다. 전자레인지와 유사한 원리인데 전자레인지는 극초단파를 사용하는 반면 고주파온열기는 8~20Mhz 정도의 단파를 사용한다. 신체 내부에 고주파가 흘러 그 '주울 열'(joule heat, 전류가 흐를 때 저항으로 생기는 발열)에 의해 환부의 온도를 상승시키는 방식으로 이루어진다.

 

암조직에서는 분극분자나 이온의 농도가 높아 보다 높은 마찰이 발생된다고 한다. 암 세포는 활발한 세포분열을 위해 많은 에너지를 필요로 한다. 암 세포의 에너지대사는 비미토콘드리아 발효(글로코스의 젖산화)를 매개로 이루어지기 때문에 정상세포에 비해 효율이 매우 낮다(정상세포의 1/18). 따라서 필요한 다량의 에너지(ATP)를 얻으려면 많은 에너지대사가 불가피하고 그 결과 각종 부산물이 생성되어 암 세포 주변의 이온농도가 높아지게 된다. 높아진 이온 농도로 인해 고주파의 흐름이 암조직 부위로 집중되고 그 결과 높은 마찰로 열 발생도 커진다고 한다. 이때 특히 낮은 주파수일수록 가온 가능한 깊이가 깊어지므로, 기기에는 주로 8~20Mhz가 적용되었다고 한다.

 

가온방식은 radiative와 capacitive로 구분된다. 서로 보다 깊이 가온이 가능하다고 주장하나, 확실치는 않다. 좀더 구체적으로 보자면, 인체 양측에 전극을 두어 마치 콘덴서와 같은 모양을 만들고 그 안에서 열 발생을 유도한다. 이를 통해 암조직에서 열 발생을 도모하는 것이다. 이렇게 하여 암조직 부위의 가온을 42°C 이상으로 높여주는 한편, 암 주변 정상조직에도 열이 가해져(39~41°C) 면역기능을 높여준다. 암 조직의 부위별 특성에 맞게 다양한 크기의 전극을 사용하여, 어떤 부위에도 접근이 가능하도록 고안되어 있다고 한다. 또한 깊이에 따라 다른 출력이 활용된다. 더하여 CT나 MRI 등의 장비로 모니터링하며 온도를 시뮬레이션하며 치료함으로써 그 효과를 높일 수 있다.

 

이상 고주파온열치료는 암조직 자체를 축소시키는 작용을 하지만, 나아가 주변 정상조직의 가온(39~41°C)으로 면역도 활성화하는 효과를 가져다 준다. 즉 잠자고 있던 면역력을 깨워 암 치료로 이끌어낸다. 특히 온열요법은 치료효과를 증대시켜 준다는 사실 외에, 어떠한 독성도 없어 부작용이 없다는 장점이 강조된다.

 

실제치료에서는 고주파온열치료기가 각종 장비와 연동되어 치료 설계가 준비되고, 약 5~6주에 걸쳐(주당 1~2회) 항암제 등 다른 치료법과 병용하여 이루어진다. 그리고 일정 시간이 경과된 다음 재검사를 하고 그 상태에 따라 다음프로그램으로 이어진다고 한다.

 

 

고주파온열치료는 암조직에 고주파 에너지를 가하여 치료하는 요법이다. 고주파를 이용해 고온을 발생시켜 암 세포를 사멸시키게 하는데, 정상조직은 영향을 받지 않아 치료에 따르는 부작용이 없다는 것이 큰 장점이라고 한다. 단독으로 또는 항암제, 방사선요법 등과 병용하여, 구강암, 두경부암, 위암, 유방암, 폐암, 췌장암, 간세포암, 방광암, 전립선암, 각종 전이암 등에 적용되어 일정한 성과를 올리고 있는 것으로 보고되고 있다. 혈액암을 제외한 대부분의 암종에 적용할 수 있다는 점도 강조된다. 특히 항암제 및 방사선 치료와 병행하면 시너지 효과가 기대된다고 한다. 또한 신체의 심부 온도를 상승시켜 면역력을 향상시키는 데에도 도움을 얻을 수 있다. 

 

이처럼 고주파온열치료기는 부작용도 없고 적용범위도 넓다는 점이 장점으로 강조된다. 국내에서도 대학병원은 물론 다수의 병원에서 도입되어 활용되고 있다. 다만 아직은 비급여라 이용에 비용 부담이 따른다.

 

물론 제조업체들은 금기 내지는 주의점도 병기하고 있다. 고주파온열치료가 혈액암을 제외한 모든 고형암에 적용 가능하지만 특별히 금기되는 환자도 있다고 한다. 심장박동기를 식생한 경우, 골수 이식 수술 후 회복 중인 경우, 임산부, 인공 관절과 같이 크기가 큰 금속물질을 체내에 식생한 경우 등은 고주파를 이용한 온열치료가 곤란하다고 한다.

 

마지막으로 고주파온열치료는 여전히 실험적 측면도 안고 있는 만큼 그 활용에 신중을 기할 필요가 있으며, 추가적으로 더 많은 임상과 연구가 요망된다는 점도 기억해 두어야 할 것이다.

 

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서두에 언급한 대로 온열요법은 동의학 치료기법의 하나인 간접뜸과 매우 유사한 측면을 갖는다. 이에 대한 본격적인 검토는 별도로 하겠지만, 한가지만 언급해 둔다. 소금뜸, 마늘뜸, 생강뜸 등의 간접뜸 역시 피부로 전달되는 열관리를 중시한다. 즉 피부표면에 가해지는 온도가 45℃ 이상을 넘지 않도록 하고, 가능하면 42~45℃ 정도로 관리되도록 가이드하고 있다. 45℃ 이상에서 긴 시간 열자극이 이루어지거나 50℃이상에서는 피부손상이 심해져 깊은 화상을 입을 수도 있기 때문이다. 우리는 이 대목에서 간접뜸의 열자극이 온열암요법의 열 관리와 매우 유사한 면을 확인할 수 있다. 즉 간접뜸에 의한 열자극이 암 세포에 제대로 전달된다면 앞에서 살펴본 것과 동일한 이유로 암 세포의 사멸을 유도할 수 있을 것이다. 또한 암 환자에 대한 뜸 치료가 세포사멸 촉진이나 항종양인자의 활성화, 사이토카인의 증가와 더불어 종양크기의 감소, 암에 의한 증상의 개선, 삶의 질 개선 효과를 보였다는 보고도 볼 수 있다.

 

 

따라서 간접뜸이 암 치료의 보조요법으로서의 가능성을 갖추고 있다는 점도 주목할 필요가 있을 것이다. 물론 신체 심부로의 열 전달 효율이라는 면에서 또 쑥 연소에 수반되는 화학물질의 효과 등등의 측면에서 차이가 있기도 하다. 이를 연계한 보다 심화된 검토는 추후의 과제로 남긴다.

(*芝雲 씀)

 

 

*블로그의 다른글 참조

-"온열요법

-간접뜸의 작용메카니즘과 그 활용법에 대해서는 "간접뜸 정리자료", "격물구(간접뜸)에 대하여" 등을 참조할 수 있다.