핵의학은 생리학적 및 병리학적 현상을 알아내기 위해 극미량의 의약품을 방사성동위원소로 표지하여 추적하는 분야로서 암의 진단과 치료에 기여합니다. 특정 암에서 특이적으로 증가하는 대사적 특성이나 표면 분자 물질을 목표로 하는 극미량의 물질에 동위원소를 표지하면, 이를 양전자 단층촬영(PET)이나 단일광자전산촬영(SPECT)을 통해 영상적 진단이 가능하게 됩니다. 또한, 일부 방사성의약품은 베타선 또는 알파선을 방출하는 동위원소를 표지함으로써 방사성의약품이 축적된 조직을 파괴할 수 있어 이를 통해 암을 선택적으로 파괴하는데 응용됩니다. 

암에서의 양전자 단층 촬영 이용 

핵의학적 치료: 테라노시스(Theranosis)

테라노시스란 치료를 의미하는 테라피(therapy)와 진단을 의미하는 다이아그노시스(diagnosis)의 합성어입니다. 질병의 진단과 치료를 동일한 의약품을 이용하거나, 동일한 생화학적 기전의 진단의약품과 치료의약품을 이용하여 동시 또는 순차적으로 시행하는 것을 말합니다. 테라노시스를 위해 고안된 진단의약품과 치료의약품의 쌍을 테라노스틱이라 합니다.

테라노시스에 이용하는 진단의약품(주로 영상 바이오마커 의약품)은 테라노스틱 쌍을 이루는 치료의약품의 표적 물질이 체내에 존재하는지, 어디에 분포하는지, 얼마나 활성화되어 있는지를 알려줌으로써 치료 의약품의 효능과 부작용을 예측할 수 있게 하고 치료 효과의 모니터링을 가능하게 합니다.

갑상선암의 방사성옥소 치료가 테라노시스의 효시로, 옥소는 갑상선 세포막의 NIS라는 운반체를 통하여 갑상선 세포에 섭취되어 갑상선 호르몬합성에 이용됩니다. NIS는 갑상선암 세포에도 많이 발현되기 때문에 갑상선암세포에도 옥소가 섭취됩니다. 옥소에 방사성동위원소를 표지하여(방사성옥소) 체내에 투여하고 방사성옥소가 방출하는 감마선을 이용하여 전신 영상을 얻으며 방사성옥소의 분포를 파악함으로써 갑상선암의 전이를 진단할 수 있을 뿐만 아니라 전이암의 방사성옥소 섭취 정도를 평가할 수 있습니다. 방사성옥소 섭취가 많은 전이암은 방사성옥소가 방출하는 베타선을 이용하여 치료할 수 있습니다. 즉 방사성옥소를 이용하여 전이성 갑상선암을 찾아내(진단) 표적치료를 할 수 있습니다.

테라노시스는 정밀의료의 원조인데, 이는 이용되는 진단의약품과 치료의약품이 동일한 생화학적 기전에 바탕을 두고 있기 때문입니다. 진단의약품을 이용하여 치료의약품이 작용하는 질병의 표적이 존재하는지를 평가하고 표적이 확인된 경우만 해당 치료의약품을 투여하여 치료효과를 예측하고 치료 성공 가능성을 극대화하게 됩니다. 아울러 치료 후 다시 진단의약품을 이용하여 치료의약품의 효능을 평가할 수 있습니다. 동일한 장기 또는 조직에서 생긴 암이라도 암세포의 분자적 및 생화학적 특성은 다양하게 나타나므로 치료 성공 가능성을 높이고 부작용을 줄이기 위해서는 질병의 분자적 및 생화학적 특성에 따른 맞춤형 치료를 해야되며, 이는 테라노시를 통하여 정밀의료를 구현할 수 있습니다. 

테라노시스의 예로 양전자를 방출하는 동위원소를 활용할 경우 PET영상을 획득할 수 있고, 해당 동위원소를 177Lu이나 90Y 과 같이 베타선을 방출하여 종양을 파괴할 수 있도록 할 경우 치료용 의약품으로 활용할 수 있습니다. 또한 신경내분비암에서의 DOTA-TOC, DOTA-TATE PET이나 전립선암에서의 PSMA PET이 PET영상과 치료가 가능한 대표적인 방사성의약품이 있습니다.